Plan de mantenimiento de una desalinizadora

UNIVERSIDAD DE MÁLAGA
ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA
PROYECTO FIN DE CARRERA
Plan de Mantenimiento
de las instalaciones IDAS
El Atabal (Málaga).
La aprobación de este trabajo permite la obtención del título:
Ingeniero Técnico Industrial en Mecánica
Autor: Eduardo Romero López
Director: José Luis Arjona Escudero
Junio de 2011

DEDICADO
A mis padres porque sin
su apoyo nada de esto
hubiera sido posible.
AGRADECIMIENTO
A todo el equipo de profesionales del departamento de
producción de EMASA por haberme concedido esta buena
oportunidad y haber puesto a mi alcance todos los
medios necesarios para el desarrollo de este proyecto.
I

Índice general
1 Memoria 1
1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 1
1.2 Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 1
1.3 Objetivo del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 1
1.4 Fundamentos Teóricos . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 2
1.4.1 Deﬁnición del Mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4.2 Clasiﬁcación del Mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4.3 Mantenimiento Correctivo . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3.1 La reparación por sustitución . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3.2 La reparación . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 3
1.4.3.3 Organización técnica-administrativa . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 4
1.4.3.4 Principales inconvenientes . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.4 Mantenimiento Preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.4.1 Implantación del mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 7
1.4.4.2 Formas de realizar el mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . .. . . . 8
1.4.5 Mantenimiento Modiﬁcativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.6 Mantenimiento Predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4.6.1 Técnicas predictivas más usuales . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 10
1.4.6.2 Ventajas e inconvenientes del mantenimiento predictivo . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.7 Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.7.1 Fundamentos matemáticos del proceso . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 12
1.4.7.2 Valor de referencia o frecuencia natural (fn) . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 13
1.4.7.3 Sistemas y equipos de medida . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.7.4 Evaluación de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.7.5 Severidad de la vibración . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4.7.6 Determinación teórica-práctica de los niveles de alarma . . . . . . . . . . . . .19
1.4.7.7 Aplicaciones del análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 20
1.4.8 Análisis de aceite y grasa . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .26
1.4.8.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 26
1.4.8.2 Fundamentos físicos . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.8.3 Consideraciones de la lubricación . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 27
1.4.8.4 Aceite o Grasa . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 28
1.4.8.5 Técnicas de análisis de aceite . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 29
1.4.8.6 Técnicas de análisis de grasa . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 31
1.4.8.7 Sistema de clasiﬁcación de aceites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4.8.8 Sistema de clasiﬁcación de las grasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.4.8.9 Aceites y grasas recomendados por el fabricante . . . . . . . . . . . .. . . . . 34
1.4.9 Control de temperatura mediante sensores . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 35
1.4.9.1 Sensor RTD . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 35
1.4.9.2 Termistor . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 37
1.4.10 Termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 37
1.4.10.1 Tipos de cámaras . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.4.10.2 Características técnicas de los equipos en general . . . . . . . . . . . . . . .. . 39
1.4.10.3 Proceso de inspección termográﬁca . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.4.10.4 Ventajas e Inconvenientes de la termografía . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 39
1.4.10.5 Fundamentos físicos del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 40
1.4.10.6 Aplicaciones de la termografía . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 41
II

ÍNDICE GENERAL ÍNDICE GENERAL
1.4.11 Periodicidad de cambio del lubricante y valores límites de temperatura . . . . . . . 41
1.5 Descripción del software especíﬁco utilizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.1 MAXIMO . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 42
1.5.2 Efector Octavis . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 43
1.6 Descripción de la planta “El Atabal” . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.6.1 Ubicación . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 44
1.6.2 Principales características . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.6.3 Descripción de la línea de Tratamientos . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 45
1.6.4 Proceso de Ósmosis Inversa . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6.5 Recuperación de energía del rechazo . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 48
1.6.6 Postratamiento . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 48
1.6.7 Evacuación de la salmuera . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7 Instalaciones IDAS “El Atabal” . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7.1 Características de la IDAS . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7.1.1 Bastidores de ósmosis inversa . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 50
1.8 Descripción de los equipos de este estudio . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 50
1.8.1 Características técnicas de los equipos de estudio . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 51
1.8.1.1 Bomba de agua<> ﬁltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.8.1.2 Motor de accionamiento bomba de agua<> ﬁltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.8.1.3 Bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 53
1.8.1.4 Motor de accionamiento bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . .. . . . . 54
1.8.1.5 Bomba Booster . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 54
1.8.1.6 Motor de accionamiento bomba Booster . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 55
1.8.1.7 Turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .55
1.8.1.8 Generador de la turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 56
1.8.2 Ubicación y codiﬁcación de los equipos de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.9 Estudio del mantenimiento correctivo . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 59
1.10 Estudio del mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 63
1.11 Estudio del mantenimiento predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1 Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1.1 Control de vibraciones en bombas de agua<> ﬁltrada . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1.2 Control de las vibraciones para el resto de instalaciones . . . . . . . . . . . . .73
1.11.1.3 Cálculo estadístico de los niveles de seguridad . . . . . . . . . . . . . . .. . . . 76
1.11.2 Análisis de aceites . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 77
1.11.2.1 Estudio de la viscosidad . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 77
1.11.2.2 Estudio del TAN . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .79
1.11.2.3 Estudio de las partículas en suspensión . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 79
1.11.3 Estudio de las temperaturas de los rodamientos y fases . . . . . . . . . . . . .. . . 82
1.11.4 Termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 84
1.12 Conclusiones y propuesta de mejora . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 86
1.13 Evolución y tendencia del mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 87
1.14 Normativa Considerada . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .90
Bibliografía 91
2 Planos 93
2.1 Emplazamiento de las instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 93
2.2 Distribución de los equipos . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 93
3 Presupuesto 96
A Anexo 1 153
Universidad de Málaga III

Índice de<> ﬁguras
1.1 Clasiﬁcación del Mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Esquema del proceso de averías correctiva. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 6
1.3 Esquema del proceso de Mantenimiento Preventivo. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 7
1.4 Curva de Bañera. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 9
1.5 Señal deﬁnida en el dominio del tiempo y la frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.6 Proceso de tratamiento de la señal. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.7 Principio funcionamiento del captador inductivo. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 15
1.8 Diferentes tipos de captadores y el utilizado en la Desaladora. . . . . . . . . . .. . . . 16
1.9 Magnitud de medida según frecuencia. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 16
1.10 Valores límite ISO 10816 para las vibraciones. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 17
1.11 Carta de Rathbone. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . 18
1.12 Distribución Normal simétrica y asimétrica. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 19
1.13 Elementos que componen un rodamiento. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 21
1.14 Espectro frecuencia rodamiento pista exterior. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 21
1.15 Espectro frecuencia rodamiento pista interior. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . 22
1.16 Espectro frecuencia elemento rodante. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 22
1.17 Espectro frecuencia en jaula. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.18 Espectro de desequilibrio. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.19 Espectro de excentricidad. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.20 Espectro de desalineación angular. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 24
1.21 Espectro de desalineación longitudinal o paralela. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 24
1.22 Espectro de holguras. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 25
1.23 Espectro por falta de apriete en bancada. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 25
1.24 Espectro producido por el<> ﬂuido a través de la bomba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.25 Espectro producido por la cavitación. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 26
1.26 Lubricación Hidrodinámica. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.27 Lubricación Semiseca. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .27
1.28 Lubricación Metal-Metal. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.29 Esquema de los componentes de un sistema tribológico. . . . . . . . . . . . . . .. . . . 29
1.30 Relación entre el TAN, TBN y desgaste. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 31
1.31 Equivalencia entre los sistemas de clasiﬁcación del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.32 Sensor Pt-100 instalado. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .35
1.33 Sensores PTC. . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 37
1.34 Ejemplo de una termografía. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.35 Espectro de longitudes de ondas. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.36 Ley de Planck. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 40
1.37 Gestión del Mantenimiento con MAXIMO. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 43
1.38 Efector Octavis software de análisis de vibraciones. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 44
1.39 Instalación ETAP más IDAS. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.40 Esquema de la planta ETAP+IDAS “El Atabal”. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 46
1.41 Esquema del pretratamiento . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.42 Ósmosis y Ósmosis Inversa . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.43 Esquema del proceso de Ósmosis Inversa en las dos etapas de “El Atabal” . . . . . . . 48
1.44 Esquema del postratamiento . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.45 Instalación Desaladora . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .50
1.46 Esquema IDAS . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 51
1.47 Bomba de agua<> ﬁltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.48 Bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 53
IV

ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS
1.49 Bomba Booster . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 54
1.50 Turbina Pelton . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 56
1.51 Diagramas de Pareto de las instalaciones. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 60
1.52 Ratio del costo mano de obra por taller de las instalaciones. . . . . . . . . . . . .. . . . 61
1.53 Vibrómetro portátil. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 72
1.54 Espectro y niveles de vibración de un rodamiento en buen estado. . . . . . . . . . . . .74
1.55 Espectro y niveles de vibración de un rodamiento con un defecto. . . . . . . . . . . .. 74
1.56 Defecto producido en la pista interior del rodamiento. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 74
1.57 Impulsor, caja de rodamiento y acoplamiento rígido Bomba Booster. . . . . . . . . . . . 75
1.58 Acoplamiento semirrígido Bomba Booster. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . 75
1.59 Niveles de vibraciones del acoplamiento semirrígido. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 75
1.60 Umbrales de viscosidad y de TAN para BAP. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 78
1.61 Umbrales de viscosidad y de TAN para BB. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 79
1.62 Estudio de las particulas del aceite. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 82
1.63 Estudio de las temperaturas del rodamiento y de las fases BAP. . . . . . . . . . . .. . 83
1.64 Instalaciones de las bombas de agua<> ﬁltrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
1.65 Termografía de las Bombas de Agua Filtrada. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . 85
1.66 Analizador del estado del aceite. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.67 Tendencia actual del mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . 88
1.68 Porcentaje de horas por tipo de mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . 88
1.69 Porcentaje de horas por taller. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
1.70 Evolución Ratio euro/hora. . . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Universidad de Málaga V

Índice de tablas
1.1 Parámetros más usuales. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 10
1.2 Técnicas de Mantenimiento Predictivo. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Unidades características del análisis de vibraciones. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 16
1.4 Elementos contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .32
1.5 Grado de consistencia de las grasas según ASTM D 217 . . . . . . . . . . .. . . . . . . 33
1.6 Aceites recomendados por el fabricante. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 34
1.7 Propiedades del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 34
1.8 Grasas recomendadas por el fabricante. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 35
1.9 Aceite y grasa utilizado en los equipos. . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 35
1.10 Parámetros resistivos de los metales que componen RTD. . . . . . . . . . . . . .. . . . 36
1.11 Cambios de aceites, grasas y temperaturas de alarma. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . 42
1.12 Ubicación y codiﬁcación Bombas de agua<> ﬁltrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.13 Ubicación y codiﬁcación Bombas alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.14 Ubicación y codiﬁcación Bombas Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.15 Ubicación y codiﬁcación Turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.16 Probabilidad de Fallo del conjunto de las instalaciones. . . . . . . . . . . . . .. . . . . 59
1.17 Cuadro de fallos de las bombas. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.18 Cuadro de fallos en los rodamientos. . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 62
1.19 Cuadro de fallos en motores. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.20 Cuadro de fallos en turbinas. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
1.21 Tablas de las leyendas . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. . 63
1.22 Vibraciones de las bombas en mm/s . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 72
1.23 Vibraciones de las bombas en mg . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.24 Vibraciones de los motores en mm/s . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . 73
1.25 Vibraciones de los motores en mg . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . . . . 73
1.26 Niveles de severidad Bomba Alta Presión. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . 76
1.27 Niveles de severidad Bomba Booster. . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 76
1.28 Niveles de severidad Turbina Pelton. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . . . . . . . . 77
1.29 Temperaturas obtenidas mediante termografía. . . . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . . 84
VI

1
Memoria
1.1. Introducción
Este proyecto se basa en la realización del Plan de Mantenimiento de las instalaciones hi-
dráulicas que hay en la IDAS “El Atabal” (Instalación Desaladora de Agua Salobre) pertenecientes a
la empresa EMASA (Empresa Municipal de Aguas de Málaga S.A.). Debido al volumen y diversidad de
instalaciones existentes en dicha planta nos centraremos en aquellas que son más representativas,
ya sea por la importancia que tiene en el proceso o por los altos costes de explotación que conlle-
van, resumiéndolos podemos decir que son 12 grupos de 3 elevaciones en serie y la recuperación
de energía de 2 conjuntos (alimentados por 6 grupos cada uno) mediante las turbinas existentes.
1.2. Antecedentes
Este proyecto surge a solicitud de la Empresa Municipal de Aguas de Málaga, para la revi-
sión del plan de mantenimiento de la empresa para la instalación Desaladora de Aguas Salobres de
“El Atabal”. Dado el alcance de dicho plan y la restricción temporal de este proyecto se acuerda se-
leccionar parte del Plan de Mantenimiento completo. Se decide estudiar en detalle cuatro conjuntos
de equipos electromecánicos rotativos que son responsables del 87,33 % del consumo eléctrico de la
Planta con un total de 12.000 KW y un conjunto promedio de entre 33 y 43 MW/año dependiendo
de las condiciones del agua de entrada. Tienen pues estos equipos una repercusión y relevancia
claves en el mantenimiento de la instalación al completo.
1.3. Objetivo del proyecto
Revisión y propuestas de mejoras posible del Plan de Mantenimiento existente haciendo
hincapié en las técnicas predictivas utilizadas.
1

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4. Fundamentos Teóricos
En esta sección trataremos de describir los conceptos teóricos del Mantenimiento, sus tipos y
las principales técnicas de diagnóstico describiendo sólo aquellos que son aplicadas en esta planta
desaladora, por lo tanto no se describirán técnicas más avanzadas de Gestión del Mantenimiento
como pueden ser el TPM (Mantenimiento Productivo Total) o el RCM ( Mantenimiento centrado en la
ﬁabilidad) debido a que estas no se utilizan.
1.4.1. Deﬁnición del Mantenimiento
Según la norma AFNOR
1
(NF X 60-010) se deﬁne el mantenimiento como el conjunto de
acciones que permiten mantener o restablecer un bien en un estado “especiﬁco” o en la medida de
asegurar un servicio determinado.
1.4.2. Clasiﬁcación del Mantenimiento
En la Figura 1.1(página 2) se ve la clasiﬁcación del mantenimiento según la Norma EN-
13306
2
.
Figura 1.1: Clasiﬁcación del Mantenimiento.
1
Siglas de AFNOR, Association Française de Normaisation.
2
Norma-EN, son las Normas Europeas.
Universidad de Málaga 2

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4.3. Mantenimiento Correctivo
Según AFNOR(X 60-010), se deﬁne el mantenimiento correctivo como “la operación de man-
tenimiento efectuada después del fallo”.
El mantenimiento correctivo consiste en ir reparando las averías a medida que se van pro-
duciendo. El personal encargado de avisar de las averías es el propio usuario de los equipos y el
encargado de las reparaciones el personal de mantenimiento.
En este se puede diferenciar dos tipos de intervenciones:
Los arreglos: Es la puesta en estado de funcionamiento efectuado in situ, a veces sin inte-
rrupción del funcionamiento del conjunto afectado y tiene carácter provisional.
Las reparaciones: Estas son hechas in situ o en taller, a veces después del arreglo, y tienen
carácter deﬁnitivo.
• La reparación por sustitución
• La reparación propiamente dicha
1.4.3.1. La reparación por sustitución
Esta se basa en el desmontaje de piezas y sustitución por recambios ya preparados o están-
dar.
Este tipo se suele utilizar sobre líneas de fabricación con gran capacidad de producción. Se
caracteriza por la gran simplicidad y rapidez en la propia intervención, por lo que sus características
son:
Rapidez en la respuesta al fallo.
Bajo coste en la mano de obra aplicada en la reparación.
Costes elevados en el material y recambios empleados.
1.4.3.2. La reparación
En este las actuaciones incluyen todo tipo de operaciones de reparación, estas pueden ser:
desmontaje, sustitución de piezas, ajustes, reconstrucción de componentes, etc.
Se caracteriza por la complejidad de las intervenciones y los tiempos empleados en las
mismas, por lo que los aspectos más destacados son:
Difícil planiﬁcación.
Elevado coste de mano de obra.
Coste bajo en material y recambios empleados.
Universidad de Málaga 3

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Este tipo de reparación implica una incidencia fuerte en el proceso productivo por eso es de
vital importancia el apoyo de los talleres auxiliares, especialmente para disminuir los tiempos de
respuesta en la intervención o para la reconstrucción de piezas por falta de recambios.
1.4.3.3. Organización técnica-administrativa
Para llevar a efecto un mantenimiento por averías y relacionarlo con la producción, así como
para informar de los trabajos efectuados, para calcular unos costes de reparación y repercusión en
las paradas será necesario ayudarnos de una serie de documentos, como son:
Parte de avería: Este documento será emitido por el operador o por el gestor de mantenimiento
cubriendo los datos de:
• Máquina o línea
• Tipo de avería
• Fecha y hora de emisión
• Datos de la intervención (mano de obra, herramientas, recambios, etc)
A modo de ejemplo en la siguiente hoja se adjunta un Parte de Trabajo Correctivo generado por
el software MAXIMO
3
, que es la herramienta informática empleada por EMASA para la gestión
del mantenimiento.
3
Para los otros tipos de mantenimiento los PT’s (Partes de trabajo) tienen el mismo formato, ya sea este preventivo,
modiﬁcativo o predictivo.
Universidad de Málaga 4

EMASA
MANTENIMIENTO
FECHA
PETICIÓN DE TRABAJO (PT)
A MANTENIMIENTO
M179595
PRIORIDAD
TALLER
2 (URGENTE)
M
14/01/2009
ANOMALIA OBSERVADA O TRABAJO
MATR
SOLICITANTE
INICIALES DEPARTAMENTO
SOLICITANTE
(a rellenar por solicitante)
EQUIPO
N.º MAXIMO
120
ACTIV./C.C
N.º UBICACIÓN
DEL TRABAJO
DBAF
Bombeo Agua Filtrada
SOLICITUD
DE SERVICIO
Quitar fuga en brida
DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO
(a rellenar por el taller)
Vehículo usado:
Reapretar brida.
FECHA OPERARIO
TIEMPO EMPLEADO
(horas:minutos)
(TRA = trabajo DES = desplazamiento OTR = otros)
HORAS HORAS EXTRAS
TRA DES OTR TRA DES OTR
¿Se emplea material? ¿Trabajo terminado? TOTAL HORAS EMPLEADAS TOTAL2 0
FIRMA SOLICITANTE ACEPTACIÓN DE INICIO SUPERV. ACEPTACIÓN DE FIN FECHA FINALIZACIÓN
CÓDIGO CAUSA* FE
X
MATR MATR MATR 14/01/2009
14/01/2009 14/01/2009 14/01/2009
*ASE Asesoramiento | BI Baja de Instalaciones | CNI Causa no Identificada | COL Colaboración | ESP Espera | FAD Falta de Adecuación. | FCA Fallo por
Causa Accidental | FCD Fallo por Causa Desconocida | FE Fallo por Envejecimiento | FEX Fallo Externo | FM Fallo de Manipulación | FMP Falta de
Mantenimiento Preventivo | FOR Formación y prevención | FRA Fallo en Reparación Anterior | FSO Fallo en Supervisión de Obras | FST Fallo en la Solicitud
de Trabajo | FV Fallo de Vigilancia | LYO Limpieza y Orden | MP Mantenimiento Preventivo | NN Nuevas Necesidades | OP Trabajo de Operación | PAM
Previsión de Acopio de Materiales | TM Transporte de Material | TYR Trabajo ya Realizado | VOR Vandalismo o Robo |
MOVIMIENTOS DEL EQUIPO
FechaMovDesde Hacia Nota
MATERIAL EMPLEADO EN EL PARTE DE TRABAJO
Solo anotar material procedente de Olletas
CÓDIGO MATERIAL BREVE DESCRIPCIÓN (opcional) CANTIDAD
Escribir por detrás el resto del material
EXMO. AYTO. DE MÁLAGA Página 1 de 1

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Ficha de historial de averías: En este documento<> ﬁgurarán los datos técnicos y económicos
de las diferentes intervenciones realizadas para la reparación de las averías de cada máquina
o equipo así como los recambios que se han utilizado en la intervención. Este documento debe
incluir:
• Fecha y número de parte de avería.
• Código de ubicación del equipo.
• Detalle del trabajo realizado.
• Horas de parada de la máquina o instalación.
• Horas de intervención.
• Importe de la mano de obra.
• Importe de los materiales y recambios.
• Importe total de la reparación.
En la Figura 1.2(página 6) se describe el proceso que sigue una avería correctiva desde su
puesta en conocimiento hasta la redacción del informe e introducción en la base de datos.
Figura 1.2: Esquema del proceso de averías correctiva.
1.4.3.4. Principales inconvenientes
El principal inconveniente es que el usuario detecta la avería en el momento que necesita el
equipo, en muchos casos con el<> ﬁn de obtener un mayor rendimiento del equipo, el usuario no
dará parte de la avería hasta que esta le impida continuar trabajando.
Dado que la avería se puede producir en cualquier instante, puede darse el caso que para
reparar una avería no tengamos el personal suﬁciente.
Universidad de Málaga 6

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Si este es el único tipo de mantenimiento estamos obligados a tener una plantilla numerosa
con especialistas en cada oﬁcio y un almacén lo más completo posible, esto resulta muy caro.
Si se utiliza los equipos hasta el límite de sus posibilidades, las reparaciones serán más cos-
tosas y de mayor duración.
Es imposible prescindir de él ya que siempre habrá averías que se escapen a cualquier predic-
ción y que serán necesario reparar inmediatamente.
1.4.4. Mantenimiento Preventivo
Según AFNOR(X 60-100), es el mantenimiento efectuado con la intención de reducir la pro-
babilidad de fallo de un bien o la degradación de un servicio prestado. Es una intervención de
mantenimiento prevista, preparada y programada antes de la fecha probable de aparición de un
fallo. En la Figura 1.3(página 7) se puede apreciar el proceso de desarrollo de este mantenimiento.
Figura 1.3: Esquema del proceso de Mantenimiento Preventivo.
1.4.4.1. Implantación del mantenimiento preventivo
Antes de realizar la programación de las intervenciones preventivas necesitaremos una serie
de información:
Documentación técnica de los equipos.
El dossier o histórico de los equipos.
Concertar con producción cuales son los periodos más favorables.
Para la implantación de este mantenimiento es necesario hacer un “Plan de Mantenimiento”
para cada equipo o instalación. En este plan se especiﬁcarán las técnicas que se han de utilizar para
detectar posibles anomalías de funcionamiento y la frecuencia a la que se ejecutará dicha técnica.
Los métodos más usuales son:
Universidad de Málaga 7

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Inspecciones visuales: Consiste en veriﬁcar posibles defectos o anomalías super<>ﬁciales que
vayan apareciendo en diferentes elementos del equipo. Las inspecciones pueden ser externas
o internas. las externas se realizan a simple vista y las internas mediante aparatos como
boroscopios o<> ﬂexiscopios, capaces de acceder a zonas difíciles del interior del equipo.
Medición de temperaturas: Esta se utiliza para detectar anomalías que van acompañadas de
generación de calor, como son rozamientos o mala lubricación, fugas en válvulas o purgadores.
Control de la lubricación: Su objetivo es asegurar el buen funcionamiento del equipo sin que
se llegue a producir desgastes por falta de lubricante. Este consiste en la veriﬁcación de niveles
o en la aplicación periódica de aceites o grasas.
Control de los parámetros: veriﬁcación de los parámetros especíﬁcos de cada equipo:
• Parámetros de reglaje y funcionamiento.
• Parámetros eléctricos.
• Parámetros mecánicos.
1.4.4.2. Formas de realizar el mantenimiento preventivo
Las diferentes formas de llevar a cabo el mantenimiento preventivo pueden ser mediante el
mantenimiento de uso, el hard time o bien el predictivo.
Mantenimiento de uso: Este pretende responsabilizar al propio usuario de los equipos. Si el
usuario tiene como responsabilidad la conservación y pequeñas reparaciones, no pasará por
alto las primeras anomalías que se detectan antes del fallo.
Las ventajas que obtenemos con este mantenimiento son que se realicen a su debido tiempo
ya que en ciertas actuaciones si tuviéramos que involucrar a otras personas no se realizarían.
Para poder poner en marcha este mantenimiento es necesario dar a los operarios cierta forma-
ción en mantenimiento y delimitar hasta donde pueden y deben actuar. Las operaciones más
frecuentes que suelen realizar los propios usuarios son el engrase, la limpieza y el apriete de
las partes de unión.
Mantenimiento hard time: Este consiste en revisar los equipos a intervalos programados an-
tes de que aparezca ningún fallo. La revisión consiste en dejar a cero horas de funcionamiento,
es decir, como si el equipo fuese nuevo.
• Ventajas:
◦ La principal ventaja frente al correctivo es la posibilidad de programar las revisiones.
Así podemos planear cuando tendrá menos impacto en la producción.
◦ Tiempo para preparar el trabajo y los materiales necesarios.
◦ Reducción del stock de los almacenes.
• Inconvenientes:
◦ La pérdida de información que puede facilitarnos el equipo durante el funcionamiento.
◦ El hecho de aceptar el cambio de determinados elementos en cada revisión puede
distraernos de buscar el origen de la degradación de éstos y actuar sobre el efecto y
no sobre la causa.
Para implementar el mantenimiento hard time es necesario hacer previamente un estudio
detallado de los equipos en el que se determine la frecuencia de las revisiones y la necesidad de
instalar un contador que variará según la unidad que nos interese como pueden ser: contador
horario, contador de kilometraje o de piezas fabricadas, etc. La frecuencia óptima para la
realización de las revisiones se debe situar al comienzo de la zona de envejecimiento o desgaste
de la Curva de Bañera Figura 1.4(página 9).
Universidad de Málaga 8

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.4: Curva de Bañera.
La frecuencia óptima para realizar la revisión debe situarse al comienzo de la zona de Des-
gaste de la Curva de Bañera. Si la frecuencia es mayor, corremos el riesgo de que aparezcan
averías antes de la revisión y pasaríamos a realizar mantenimiento correctivo y si la frecuencia
es demasiado baja, estaremos sustituyendo elementos del equipo que todavía podrían seguir
funcionando sin averías durante un tiempo.
1.4.5. Mantenimiento Modiﬁcativo
Con este nombre se conocen las acciones que se llevan a cabo por parte del responsable
de mantenimiento junto con las de producción, tanto para modiﬁcar las características de produc-
ción de los equipos, como para lograr una mayor<> ﬁabilidad o mantenibilidad de los mismos. Este
mantenimiento puede aparecer en tres épocas de la vida de una instalación.
La primera oportunidad es en la adquisición del equipo, esto es durante el proyecto. Los
equipos estándar, en ocasiones, necesitan ser adaptados a la necesidades propias de la empresa
ya sea por razones del producto o bien por ajustar el coste o posibilidades de mantenimiento. Una
instalación que tenga durante su diseño un análisis desde el punto de vista de mantenimiento,
evitará problemas posteriores que, en ocasiones, pueden ser difíciles de solucionar.
La segunda época en la que puede aparecer es durante su vida útil. Se trata de modiﬁcar
los equipos para eliminar las causas más frecuentes que producen fallos. El análisis de las causas
de las averías es el origen de este tipo de mantenimiento y supone la eliminación total de ciertos
fallos.
Por último, este mantenimiento se utiliza cuando el equipo entra en la época de desgaste
o vejez. En esta ocasión se trata de reconstruir el equipo para augurar su utilización durante un
intervalo de tiempo posterior a su vida útil. En este momento se aprovecha para introducir todas
las mejoras posibles tanto para producción como para mantenimiento.
Universidad de Málaga 9

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4.6. Mantenimiento Predictivo
El mantenimiento predictivo consiste en el conocimiento permanente del estado y operativi-
dad de los equipos, mediante la medición de determinadas variables. El estudio de los cambios de
estas variables determina la actuación o no del mantenimiento.
Los dos aspectos fundamentales que conoceremos serán el funcionamiento de la máquina
desde el punto de vista de la producción y el estado de la máquina respecto a sus componentes.
Conocer en detalle las variables del equipo permite, ante una anomalía, no sólo prever la avería sino
cambiar el ritmo de trabajo para optimizar el proceso a las nuevas condiciones de trabajo.
La mayor información que proporciona este tipo de mantenimiento añadido a la rapidez con
la que se envía la información superan cualquier otro tipo de mantenimiento preventivo.
Los parámetros a controlar más usuales aparecen en la Tabla 1.1(página 10).
Parámetros
Presión
Caudal
Temperatura
Intensidad de corriente
Amplitud y frecuencia de vibración
La resistencia eléctrica
Medida de ultrasonido
Viscosidad
Tabla 1.1: Parámetros más usuales.
Para la implantación de este mantenimiento es necesario<> ﬁjar las magnitudes que mejor
deﬁnan el proceso interno del equipo. Una vez seleccionada<> ﬁjar los valores normales de funciona-
miento y los valores límites que puede alcanzar cada una de estas magnitudes; por último, dotar a
la instalación de los aparatos de medición y centralizarlos para su seguimiento.
1.4.6.1. Técnicas predictivas más usuales
En la siguiente Tabla 1.2(página 11) se han descrito las principales técnicas de manteni-
miento predictivo con sus variables identiﬁcadoras y en qué tipo de instalación se suelen aplicar.
De todas las posibles técnicas predictivas Tabla 1.2(página 11) vamos a describir los con-
ceptos teóricos sólo de aquellas que se aplican en la planta Desaladora “El Atabal” y que sean del
objeto de este proyecto.
Universidad de Málaga 10

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
TÉCNICAS PREDICTIVAS MÁS USUALES.
VARIABLE MEDIDA TÉCNICA APLICADA EQUIPO O INST
Vibraciones
Medición de vibraciones
Máquinas rotativasImpulso de choque
Analizador de frecuencias
Viscosidad, partículas
y degradación de
lubricantes
Reductores, cajas de
cambio, motores
térmicos, compresores
Monitorización del color
Oxidación
análisis espectroquímico
Temperatura
Termografía Sistemas estáticos,
térmicos, eléctricos y
electrónicos
Pintura térmica
Adhesivos de bandas
Valor óhmico y
capacidad
Medidas de resistencia
Motores Eléctricos
Onda de choque
Corriente Absorción
Corriente Conducción
Corriente reabsorción
Fugas
Detectores ultrasónicos
Depósitos y tuberías
Gases halógenos
Líquidos coloreados (trazadores)
Detectores de grietas
Grietas
Fluidos magnéticos
Estructuras metálicas
y equipos estáticos
Resistencia eléctrica
Corrientes inducidas
Ondas ultrasónicas
Ondas de radiación
Ruidos
Estetoscopio
Máquinas rotativas
Radioscopio
Corrosión
Ultrasonido
Depósitos, tuberías,
cráteres, calderas, etc
Detectores de gas
Radioscopio
Magnetoscopio
Obstrucción
Indicador de presión
Máquinas rotativas
Radioscopio
Deformaciones,
doblados
Escalas
TuberíasIndicadores de nivel
Teodolitos
Tabla 1.2: Técnicas de Mantenimiento Predictivo.
1.4.6.2. Ventajas e inconvenientes del mantenimiento predictivo
Ventajas:
• Detectar e identiﬁcar precozmente los defectos que pudieran aparecer, sin necesidad de
parar y desmontar la máquina.
• Observar aquellos defectos que solo se maniﬁestan cuando la máquina está en funciona-
miento.
• Seguir la evolución del defecto hasta que se estime que es peligroso.
• Elaborar un historial del funcionamiento de la máquina.
• Programar la parada, para la corrección del defecto detectado, haciéndola coincidir con
un tiempo muerto o una parada rutinaria del proceso de producción.
• Programar el suministro de repuestos y la mano de obra.
• Reducir el tiempo de reparación, ya que previamente se ha identiﬁcado el origen de la
avería y los elementos afectados por la misma.
Universidad de Málaga 11

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
• Aislar las causas de los posibles fallos repetitivos.
• Proporciona criterios para una selección satisfactoria de las mejores condiciones de ope-
ración de la máquina.
• Aumenta la seguridad de funcionamiento de la máquina, y en general de toda la instala-
ción.
Inconvenientes:
• No existe ningún parámetro funcional, ni combinaciones de ellos que sean capaz de reﬂe-
jar exactamente y completamente el estado de una máquina.
• No es viable la monitorización de todos los parámetros funcionales.
• Que el defecto que se produzca no sea detectado con la medición y análisis de los pará-
metros incluidos en el programa.
• Que aún siendo detectado un defecto, éste no sea diagnosticado correctamente en toda su
gravedad.
1.4.7. Análisis de vibraciones
Vibración: se deﬁne como la oscilación de un punto o super<>ﬁcie en torno a una posición de
referencia.
En cualquier máquina en funcionamiento existen vibraciones como consecuencia de desali-
neación, holguras, pequeños desequilibrios de carga, rozamientos, tolerancias de ajuste, esfuerzos
variables,<> ﬂexión de los ejes, etc.
Entre las principales causas de fallo mecánico de una máquina se encuentran los efectos de
deterioro por fatiga de los materiales. Este proceso viene siempre acompañado de vibraciones en la
máquina, estas pueden ser medidas con relativa facilidad y muestran una clara dependencia con el
estado de la máquina.
1.4.7.1. Fundamentos matemáticos del proceso
En esencia el análisis de vibraciones se fundamenta en transformar una señal captada en
función del tiempo al dominio de la frecuencia, o sea, amplitud o la fase en función de la frecuencia.
Cada frecuencia corresponde a un elemento concreto de la máquina o a un problema en
la misma (desalineación de ejes, daño en rodamientos, rotura de diente en engranaje, etc). Esta
correspondencia no es casual, sino que existe una relación entre parámetros dinámicos de la má-
quina (como velocidad de giro, la geometría) y los picos que aparecen en el espectro a distintas
frecuencias.
ω = rpm<> ∗
2π
60
= 2πf = 2π
1
T
(1.1)
Este cambio se puede hacer gracias a la Teoría de Fourier, que da un desarrollo mate-
mático que relaciona los parámetros del tiempo-frecuencia, mediante la fórmula que exponemos a
continuación:
Universidad de Málaga 12

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.5: Señal deﬁnida en el dominio del tiempo y la frecuencia.
G(f) =
�
∞
−∞
g(t)<> ∗ e
−j2πf t
dt (1.2)
El proceso matemático comienza fundamentándose en el Teorema de Parseval, que nos
indica como puede la energía de una señal expresada en función del tiempo, expresarse en función
de la frecuencia, según la siguiente fórmula:
�
∞
−∞
|g(t)|
2
dt =
�
∞
−∞
|G(f)|
2
df (1.3)
Una vez aplicados los procesos matemáticos de la transformada de Fourier podemos realizar
el diagnóstico, bien sea a través de un gráﬁco Amplitud-Frecuencia o Fase-Frecuencia, como se
aprecia en la Figura 1.6(página 14).
1.4.7.2. Valor de referencia o frecuencia natural (fn)
En toda máquina, el correcto estado de operación tiene un cierto nivel de vibración, que
puede considerarse como su “Valor de referencia”.
La aparición de un defecto en la máquina, incluso en fase incipiente, lleva asociado normal-
mente un incremento en el nivel de vibración.
Disponiendo de una referencia adecuada, la medida de la severidad de la vibración servirá
para efectuar una primera valoración acerca del estado funcional de la máquina. De esta manera,
dicho valor de referencia servirá para establecer los niveles de alarma.
1.4.7.3. Sistemas y equipos de medida
Los instrumentos y medios que suelen utilizarse en el análisis de vibraciones, de forma
general son:
Universidad de Málaga 13

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.6: Proceso de tratamiento de la señal.
Captadores: Estos son los elementos que se conectan directamente en la máquina y son
los encargados de captar la señal vibrante. Están diseñados para recibir energía de un sistema y
suministrarla hacia otro sistema, de forma tal que a la salida del transductor aparezca la caracte-
rística de interés de la energía de entrada. Estos deben ser robustos,<> ﬁables y capaces de soportar
ambientes severos.
Pueden ser:
Mecánicos: Estos se han utilizado históricamente para bajas frecuencias y grandes amplitu-
des, por su bajo costo. En la actualidad están en desuso.
Captador de desplazamiento por contacto (Inductivos): Este tipo de transductor de despla-
zamiento necesita del contacto físico con la super<>ﬁcie que vibra y su diseño está sustentado
por dos enrollados y un núcleo cilíndrico. El enrollado primario es el que lo alimenta a través
de una tensión eléctrica alterna (AC) con amplitud constante y frecuencia de entre 1 y 10 kHz.
Esto a su vez produce un campo magnético en el centro del transductor que induce una señal
eléctrica en el enrollado secundario de acuerdo con la posición del núcleo Figura 1.7(pági-
na 15). La señal de salida del secundario se procesa y luego es rectiﬁcada y<> ﬁltrada para poder
ser cuantiﬁcada como una señal directa (DC) que puede variar entre 4 y 20 mA en función de la
posición del núcleo móvil. Este tipo de transductor, conocido como Transformador Diferencial
Lineal Variable (LVDT) posee su mejor cualidad en el hecho de que, su núcleo móvil no hace
contacto con otros componentes que puedan absorber energía mecánica, lo cual le atribuye
una extensa vida útil y una alta precisión. Pero como inconveniente tienen que tener una bue-
na sujeción para que transmita bien la vibración, no alcanzan frecuencias altas y requieren
alimentación exterior.
Universidad de Málaga 14

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.7: Principio funcionamiento del captador inductivo.
Captador de desplazamiento sin contacto (Capacitivos): El principio en el que se funda-
menta es en la proporcionalidad que existe entre la capacitancia y la distancia entre las placas
de un condensador puede ser aprovechada para medir el desplazamiento relativo entre la su-
per<>ﬁcie de la máquina y el transductor. Al acercar el transductor (placa<> ﬁja) a la super<>ﬁcie
vibratoria, la distancia entre ambos variará de acuerdo con los niveles de vibraciones. Esta
variación se traduce en cambios de la capacitancia del circuito de medición lo cual se con-
vierte posteriormente a una señal eléctrica aprovechable por medio de diferentes circuitos de
detección.
Tienen una gran sensibilidad y son válidos para una amplia gama de frecuencias, pero son
difíciles de calibrar, necesitan alimentación eléctrica y son sólo válidos para amplitudes pe-
queñas.
De velocidad:
El principio de funcionamiento se basa en un enrollado soportado por resortes de muy baja
rigidez y un imán permanente se<> ﬁjan a la carcaza del transductor de manera que se cree
un campo magnético muy fuerte dentro del cual esté “sumergido” el propio enrollado. Cuando
la carcaza del transductor se<> ﬁja a la super<>ﬁcie de medición, el imán permanente “copia” el
movimiento de la super<>ﬁcie de medición. El movimiento relativo entre el campo magnético y el
enrollado es el mismo que el de la super<>ﬁcie de medición respecto a un punto<> ﬁjo. El voltaje
generado será directamente proporcional a este movimiento.
Esta sensibilidad es constante sólo dentro de cierto rango de frecuencias. A bajas frecuencias
la sensibilidad decrece y la medición reporta una lectura menor que la real.
Los inconvenientes son: gran impedancia, suelen ser de gran tamaño y no válidos para fre-
cuencias muy elevadas. Asimismo, Suelen ser delicados y sensibles.
Acelerómetro:
El más utilizado en análisis de vibraciones es el piezoeléctrico por compresión. Este se basa en
que, cuando se comprime un retículo cristalino piezoeléctrico, se produce una carga eléctrica
proporcional a la fuerza aplicada.
Los elementos piezoeléctricos están hechos normalmente de circonato de plomo. Los elementos
piezoeléctricos se encuentran comprimidos por una masa, sujeta al otro lado por un muelle y
todo el conjunto dentro de una caja metálica. Cuando el conjunto es sometido a vibración, el
disco piezoeléctrico se ve sometido a una fuerza variable, proporcional a la aceleración de la
masa. Debido al efecto piezoeléctrico se desarrolla un potencial variable que será proporcional
a la aceleración.
Una de la ventajas principales de este tipo de transductor es que tiene poca inﬂuencia sobre
el dispositivo vibratorio. Su intervalo de frecuencia va desde 2Hz a 10kHz. Suelen ser los más
extendidos por tener gran exactitud y linealidad pero son costosos.
En la Figura 1.8(página16) se aprecian distintos tipos de captadores y el captador que se
utiliza en la planta desaladora.
La elección del captador dependerá de la gama de frecuencia de trabajo que vamos a medir
y por tanto si la variable a medir va a ser desplazamiento, velocidad o aceleración. Tomando como
referencia las ecuaciones del movimiento armónico se tiene:
Universidad de Málaga 15

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.8: Diferentes tipos de captadores y el utilizado en la Desaladora.
x = A · sen(<>ωt +<> ϕ
0) ; v = Aω · cos(ωt +<> ϕ 0) ; a =<> −Aω
2
· sen(ωt +<> ϕ 0) (1.4)
Y se observa que las amplitudes dependen de la frecuencia. De cara a la medida siempre
serán fáciles de captar aquellas que tengan mayor amplitud. Es por ello que para trabajar en un
rango de frecuencia elevadas nos interesa medir aceleraciones, a frecuencias medias la velocidad y
a baja frecuencia el desplazamiento Figura 1.9(página16).
Figura 1.9: Magnitud de medida según frecuencia.
La colocación de los captadores siempre será perpendicular a la dirección de vibración te-
niendo en cuenta que esta puede ser radial o axial.
En la Tabla 1.3(página16) están representadas las unidades en las que se trabaja en el
análisis de vibraciones, como se puede apreciar la aceleración se representa como un múltiplo de
la aceleración de la gravedad.
Parámetro Unidad
Desplazamiento mm
Velocidad mm/s
Aceleración 1 mg = 9,80665 · 10
−3
m/s
2
Tabla 1.3: Unidades características del análisis de vibraciones.
Cables: La misión de los cables es la de transmitir las señales sin alteraciones, que en la
mayoría de los casos se conoce como “Ruidos”. Los ruidos suelen darse por la propia constitución del
cable (a mayor longitud del mismo mayores ruidos tendrá) y al ser sometido a campos magnéticos
externos presentes.
Tipos de cable:
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1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
De teﬂón: Son de alta calidad y bajo ruido, de dos conductores y malla, válidos para grandes
vibraciones y distancias cortas entre equipos. Son caros.
Multicanales: Tipo PVC multipar, válido para distancias más largas.
Ampliﬁcadores: La señal procedente de los captadores suele ser muy pequeña y de elevada
impedancia, por lo que necesitamos un paso de ampliﬁcación antes de su posterior medida y aná-
lisis. Este caso se da cuando la medida se realiza en una zona alejada de la máquina como ocurre
en los sistema de monitorización centralizados.
Ordenadores: Normalmente se guardan los registros de las señales en la memorias estáti-
cas, para luego pasar con posterioridad a su análisis en el propio ordenador.
Analizadores: Son las aplicaciones especializadas para este uso que suministra el software.
1.4.7.4. Evaluación de vibraciones
Una vez medida la velocidad y en una primera aproximación podemos entrar en la Ta-
bla 1.10(página 17) y ver en qué situación nos encontramos. Esta tabla es de utilidad cuando no
tenemos el valor de referencia bien deﬁnido para la máquina.
Figura 1.10: Valores límite ISO 10816 para las vibraciones.
ZONA A: Las máquinas recién instaladas suelen encontrarse en esta zona. Las máquinas
que se encuentran en esta zona se consideran en buen estado para un uso continuo sin
restricciones.
ZONA B: Las máquinas con vibraciones en esta zona no suelen ser convenientes para un uso
continuo.
ZONA C: Las máquina sobre este nivel sólo pueden trabajar durante un periodo pequeño y
limitado de tiempo.
ZONA D: Las vibraciones en esta zona suelen considerarse críticas ya que la máquina puede
resultar dañada.
Una vez conocida la velocidad de la vibración podemos obtener el desplazamiento de un
punto en la misma, para ello utilizamos la “Carta de Rathbone” como podemos observar en la
Figura 1.11(página 18).
Universidad de Málaga 17

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.11: Carta de Rathbone.
Universidad de Málaga 18

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4.7.5. Severidad de la vibración
El procedimiento habitual que se sigue consiste en utilizar inicialmente, como niveles de re-
ferencia, los valores que proporcionan cualquiera de las normativas existentes para este propósito,
y realizar ajustes posteriores de estos valores para cada máquina en función del historial de esta o
de otras similares.
Básicamente todas las normativas coinciden en dividir el comportamiento vibratorio de una
máquina en tres regiones principales de diferente severidad de vibración:
Correcto
Incorrecto pero admisible
Inadmisible
Teniendo en cuenta esas regiones podemos deﬁnir dos niveles entre los tres estados posibles:
Nivel Prealarma: Corresponde al nivel de vibración que separa el funcionamiento correcto y
el funcionamiento incorrecto pero admisible.
Nivel de Alarma: Corresponde al nivel de vibración que separa el funcionamiento incorrecto
pero admisible del inadmisible. Una medida por encima de este nivel debe considerarse como
un serio aviso de la existencia de alguna anomalía en la máquina.
1.4.7.6. Determinación teórica-práctica de los niveles de alarma
En este apartado tratamos de relacionar un modelo de comportamiento vibratorio de una
máquina con la probabilidad de aparición de un defecto y su consecuente intensidad de vibración.
Para ello nos basaremos en una distribución estadística del número de medidas con una intensidad
dada. Sabiendo que los niveles de vibración siguen una Distribución Normal 1.12(página 19) donde
µ es la media de la distribución de la intensidad vibracional medida en un intervalo temporal y<> σ es
la desviación típica, con estos datos estableceremos las franjas de severidad.
Figura 1.12: Distribución Normal simétrica y asimétrica.
Si es distribución normal simétrica entonces podemos garantizar un rango de probabilida-
des:
Nivel de Prealarma:
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1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Vs= [µ<> − 2σ, µ + 2σ]<> ≡ 95, 45 % (1.5)
Nivel de Alarma:
V
s= [µ<> − 3σ, µ + 3σ]<> ≡ 99, 73 % (1.6)
Si es una distribución normal asimétrica entonces no podemos utilizar los rangos de la
distribución normal simétrica ya que esta no se ajusta a los datos debido a la asimetría, para ello
hay otra forma menos exacta de calcular los límites, aunque si te dice del orden que debe dar esos
límites. Estas ecuaciones son:
Nivel de Prealarma:
V
s= moda + 2σ
∼
=90 % (1.7)
Nivel de Alarma:
V
s= moda + 4σ
∼
=99 % (1.8)
1.4.7.7. Aplicaciones del análisis de vibraciones
En este apartado trataremos de explicar los defectos más representativos y más comunes
que podemos encontrar en esta instalación, aunque tenemos que decir que este tipo de estudio
está muy difundido y se aplica a multitud de defectos que no hemos descrito en esta sección como
pueden ser: a los engranajes, poleas, correas, pandeo, estudio de resonancia y pulsaciones etc.
Rodamientos: Son los elementos junto con los cojinetes más críticos en cualquier máqui-
na rotativa, pues sobre ellos descansa todo el peso del rotor. Al mismo tiempo soportan todos los
esfuerzos dinámicos que se originan como consecuencia de desequilibrios, desalineaciones, excen-
tricidades, etc.
Un fallo no detectado en un rodamiento puede degenerar con cierta rapidez en una avería
catastróﬁca como pueden ser: bloqueo de rotor, contactos indeseados entre partes<> ﬁjas y móviles,
etc.
En la siguiente Figura 1.13(página 21) se aprecia las partes que componen un rodamiento
ya que el conocimiento de estas es de vital importancia debido a las vibraciones que se producen en
las mismas.
Un defecto en cualquiera de estas partes produce una vibración característica fácilmente
detectable en un espectro de frecuencia. Esta depende de dos factores: la velocidad de giro y los
parámetros geométricos del rodamiento (diámetros primitivo, exterior e interior, diámetro de los
elementos rodantes, número de los elementos rodantes y ángulo de contacto entre las pistas y los
elementos rodantes), y estas vienen dadas por unas fórmulas matemáticas.
BPFO: (Ball Pass Frequency Outer) Frecuencia de paso de bolas en el anillo exterior y nos
indica el ritmo al que el elemento rodante pasa sobre una picadura del aro exterior. Es el
defecto más común Figura 1.14(página 21).
Universidad de Málaga 20

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.13: Elementos que componen un rodamiento.
BP F O =
z
2
∗
n
60
∗
�
1<> −
φ
r
φp
∗ cos<> α
�
= [Hz] (1.9)
siendo:
• z = número de elementos rodantes.
• n = Velocidad de giro del eje en rpm.
•<> φ
r= Diámetro de los elementos rodantes.
•<> φ
p= Diámetro primitivo (diámetro de la circunferencia imaginaria formada por los centros
geométricos de los elementos rodantes).
•<> α = ángulo de contacto de las pistas con los elementos rodantes.
Figura 1.14: Espectro frecuencia rodamiento pista exterior.
Agrietamiento o astillamiento del material en la pista exterior, producido por errores de ensam-
ble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deﬁciente. Se produce
una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RP S y 2X RP S de la frecuen-
cia de fallo de la pista exterior, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre
los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de
1<> − 10 KHz.
BPFI: (Ball Pass Frequency Inner) Es el ritmo al que un defecto en la pista interior se encuentra
con un elemento rodante. La BPFI es, en general, de menor amplitud que la BPFO debido a
que la transmisión de la vibración hasta el sensor es más difícil, puesto que la excitación de
la vibración debe pasar a través de los elementos rodantes y el anillo exterior antes de ser
detectada Figura 1.15(página 22).
BP F I =
z
2
∗
n
60
�
1 +
φ
r
φp
∗ cos<> α
�
= [Hz] (1.10)
Agrietamiento o astillamiento del material en la pista interna, producido por errores de ensam-
ble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deﬁciente. Se produce
Universidad de Málaga 21

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.15: Espectro frecuencia rodamiento pista interior.
una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RP S y 2X RP S de la frecuencia
de fallo de la pista interna, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre los ele-
mentos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de 1<>−10 KHz
(mismo situación que el BPFO).
BSF: (Ball spin Frequency) Frecuencia de rotación de bolas. Esta es el ritmo de rotación de
los elementos rodantes sobre sí mismos. Un defecto como una picadura o una incrustación
de material en un elemento rodante causará la aparición de esta frecuencia Figura 1.16(pági-
na 22).
BSF = 2<> ∗
φ
r
φp
∗
n
60
∗
�
1<> −
φ
r
φp
�
2
∗ cos
2
α = [Hz] (1.11)
Figura 1.16: Espectro frecuencia elemento rodante.
Se produce una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RP S y 2X RP S de
la frecuencia de fallo de los elementos rodantes, en dirección radial.
FTF: (Fundamental Train Frequency) Frecuencia fundamental de la jaula. Es el ritmo de rota-
ción de la jaula. Si el espectro tiene una amplitud elevada a la frecuencia de FTF no signiﬁca
que el rodamiento tiene la jaula defectuosa, sino que uno de los rodillos está cuarteado o de-
formado de alguna manera. Esto causa una componente de vibración cada vez que el rodillo
entra en el área de carga del rodamiento, es decir, a cada revolución de la jaula, provocando
vibración a ese ritmo Figura 1.17(página 23).
F T F =
1
2
∗
n
60
∗
�
1<> −
φ
r
φP
∗ cos<> α
�
= [Hz] (1.12)
Deformación de la jaula, caja o cubierta que mantiene en su posición a los elementos rodantes.
Se produce una serie de armónicos de la frecuencia de la jaula dándose los picos predominan-
tes a 1X RP S y 2X RP S de la frecuencia de fallo en jaula, en dirección radial o axial.
Desequilibrio en rotor: El desequilibrio se origina al no estar las masas simétricamente
distribuidas respecto del eje de giro, por lo cual este no es un eje principal de inercia. Este presenta
alta amplitud en dirección radial (no axial), el resultado de la proyección de la fuerza sobre la
dirección del eje de captador.
Universidad de Málaga 22

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.17: Espectro frecuencia en jaula.
�
F = m ·<> ω · r ·<> �u (1.13)
La señal será una sinusoide de una sola frecuencia, coincidente con la velocidad de giro
de la máquina (rpm). Al realizar el análisis espectral aparecerá vibración dominante a frecuencia
igual 1 x RP S (revolución o ciclo por segundo) Figura 1.18(página 23), únicamente en los espectros
tomados en dirección radial.
La vibración debida a desequilibrio suele ser la más elevada en máquinas. Las elevadas
fuerzas de desequilibrio pueden excitar frecuencias características de la propia máquina (holgu-
ras, rodamientos, resonacia), aparentando la presencia de problemas mecánicos que realmente no
existen. Por ello, ante un aparente problema múltiple en un rotor, con presencia de fuertes desequi-
librios, debe procederse previamente a la resolución de este problema antes de seguir analizando el
resto de problemas presentes en el espectro de vibración.
Figura 1.18: Espectro de desequilibrio.
Excentricidad: Esta aparece cuando el eje de rotación no coincide con el eje longitudinal
del rodete. Las causas provienen de defecto de construcción o montaje y pueden aparecer en poleas,
cojinetes, rodamientos, ruedas dentadas, rotor en general.
El problema de la excentricidad se maniﬁesta en vibración de forma similar al desequilibrio,
apareciendo una amplitud elevada a la velocidad de giro de la máquina 1 x RP S Figura 1.19(pági-
na 24) y en la dirección radial siendo su valor máximo medido en la dirección de la excentricidad.
Mediante el espectro de amplitudes no es posible distinguir entre uno y otro, la forma de hacerlo es
mediante: el uso de lámpara estroboscópica o hacer un equilibrado previo y si persiste la vibración
pues podemos decir que hay excentricidad debido por ejemplo a holguras en los apoyos.
Desalineación: La falta de alineación, aún con uniones<> ﬂexibles, generan tanto fuerzas
axiales como radiales, que a su vez producen vibraciones en dichas direcciones. En la desalineación
pueden distinguirse tres tipos:
Desalineación angular: El esfuerzo mutuo transmitido es inclinado respecto a la dirección de
cada uno de los ejes Figura 1.20(página 24).
Universidad de Málaga 23

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.19: Espectro de excentricidad.
Figura 1.20: Espectro de desalineación angular.
Ocurre cuando el eje del motor y el eje conducido unidos en el acople, no son paralelos.
Caracterizado por altas vibraciones axiales. 1 x RP S y 2 x RP S son las más comunes, con
desfase de 180 grados a través del acople. También se presenta 3 x RP S.
Desalineación longitudinal: En este defecto los ejes están en posición paralela pero no son
colineales Figura 1.21(página 24).
Figura 1.21: Espectro de desalineación longitudinal o paralela.
En estas se pueden dar altas vibraciones radiales a 2 x RP S que son las predominantes, y a
1 x RP S, con desfase de 180 grados a través del acople. Cuando aumenta la severidad, genera
picos en armónicos superiores (4 x RP S , 8 x RP S).
Desalineación mixta:Es la que se presenta en la mayoría de los casos, y que resulta de com-
binar los dos anteriores. Es por tanto típico la aparición de frecuencias a 1 x RP S y 2 x RP S
pudiendo aparecer múltiplos más elevados.
Holguras: Piezas sueltas, pernos mal apretados,<> ﬁsuras o grietas en pedestales y bancadas,
tolerancias de manufactura inadecuadas (con juego), y holgura entre el impulsor y su eje en bom-
bas. Causa un truncamiento en la forma de onda en el dominio del tiempo Figura 1.22(página 25).
La holgura genera múltiples armónicos y subarmónicos de 1 x RP S, destacándose los ar-
mónicos fraccionarios 1/2 x RP S, 1/3 x RP S, 1,5 x RP S, 2,5 x RP S, ... Frecuentemente la fase es
inestable y el nivel máximo tiende a una dirección notable realizando lecturas radiales espaciadas
30 grados entre si.
Universidad de Málaga 24

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.22: Espectro de holguras.
Mal apriete a bancada: aﬂojamiento o desplazamiento del pié de la máquina, por holgura
en los pernos de la base o por deterioro de los componentes de la sujeción Figura 1.23(página 25).
Figura 1.23: Espectro por falta de apriete en bancada.
El espectro presenta vibración a 1 x RP S en la base de la máquina con desfase a 180 grados
entre los elementos sujetados en el anclaje. Luego debe veriﬁcarse el estado de los aprietes y por
último el estado de la cimentación.
Flujo de líquido: El propio paso del<> ﬂuido a través de la bomba produce un frecuencia
característica, denominada “Frecuencia de paso de álabes (BFP)” siendo esta la frecuencia a la cual,
cada aspa pasa por un punto de la carcaza Figura 1.24(página 25).
BF P =
z<> ∗ rpm
60
(1.14)
donde BF P es la frecuencia de paso de álabes (Hz), z es el número de álabes del rotor de la
bomba y rpm son las revoluciones por minuto del rotor de la bomba.
Figura 1.24: Espectro producido por el<> ﬂuido a través de la bomba.
Es fundamental remarcar que en el análisis vibratorio de una bomba en correcto estado
siempre va a aparecer una señal a la BFP. Lo que indicaría un problema es el aumento de la
amplitud de dicha señal. Producida por obstrucciones, cambios abruptos de direcciones o desgastes
de juntas. La BPF algunas veces coincide con la frecuencia natural lo cual causa altas vibraciones.
Universidad de Málaga 25

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Cavitación: Cuando las álabes de la bomba giran en el interior de un<> ﬂuido a una determi-
nada velocidad producen succión la cual si alcanza la presión de vapor del<> ﬂuido de tal forma que
las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas
o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implo-
tan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, aplastándose bruscamente las burbujas)
arrastrando material en el proceso Figura 1.25(página 26). La implosión causa ondas de presión
que viajan en el líquido. Estas pueden disiparse en la corriente del líquido o pueden chocar con una
super<>ﬁcie. Si la zona donde chocan las ondas de presión es la misma, el material tiende a debilitar-
se metalúrgicamente y se inicia una erosión que, además de dañar la super<>ﬁcie, provoca que ésta
se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor foco de formación de
burbujas de vapor.
Figura 1.25: Espectro producido por la cavitación.
la cavitación, provoca el aumento de la amplitud de las vibraciones a la frecuencia de paso
de álabes (BFP) y una vibración caótica que se presenta a altas frecuencias, del orden de 2000 Hz.
Para solucionar el problema debe controlarse con más rigor la presión de succión y tenerse
cuidado con el proceso para cebar la bomba.
1.4.8. Análisis de aceite y grasa
1.4.8.1. Introducción
La Lubricación es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos
super<>ﬁcies que se encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo
para ello una sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga
entre super<>ﬁcies enfrentadas.
Las principales funciones de la lubricación son:
Controlar - reducir la fricción
Controlar - reducir el desgaste
Controlar - reducir la corrosión
Controlar - reducir la temperatura
Controlar la contaminación
Transmitir potencia, en el caso de circuitos hidráulicos
El análisis de aceites de lubricación, es una técnica aplicable a transformadores y a equipos
rotativos, suministra numerosa información utilizable para diagnosticar el desgaste interno del
equipo y el estado del lubricante.
Universidad de Málaga 26

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
El estado del equipo se determina estableciendo el grado de contaminación del aceite debido
a la presencia de partículas de desgaste o sustancias ajenas a este. El estado del aceite se determina
comprobando la degradación que ha sufrido, es decir, la pérdida de capacidad de lubricar causada
por una variación de sus propiedades físicas-químicas y sobre todo, las de sus aditivos.
1.4.8.2. Fundamentos físicos
Una de las pérdidas más signiﬁcativas en el funcionamiento de las máquinas es la debida
a la fricción. Sabemos que en la potencia total que absorbe o cede una máquina hay una parte de
ella que se pierde. Estas pérdidas pueden ser mecánicas, eléctricas, en auxiliares, etc.
N
P ´erdidas= NIndicada− NEf ectiva (1.15)
En el caso que nos ocupa, las pérdidas mecánicas, estas las podemos distribuir en tres:
Pérdidas por fricción Hidrodinámica: No existe contacto entre partes esta es la adecuada.
Figura 1.26: Lubricación Hidrodinámica.
Pérdidas por fricción Semiseca: Existe contacto entre partes en algunas zonas o puntos.
Figura 1.27: Lubricación Semiseca.
Pérdidas por fricción Metal-Metal: Existe contacto entre partes.
Figura 1.28: Lubricación Metal-Metal.
1.4.8.3. Consideraciones de la lubricación
La lubricación óptima, solo tendría pérdidas por fricción hidrodinámica en la que las super-
ﬁcies metálicas están siempre separadas por una pelicula de lubricante Figura 1.26(págian 27) y en
consecuencia, la fuerza de fricción y sus pérdidas asociadas son función de la viscosidad del aceite.
Universidad de Málaga 27

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
La realidad es que no siempre se garantiza la total separación entre las super<>ﬁcies metálicas
y hay momentos en que hay contactos metal-metal localizados con la consecuencia de pérdida de
rendimiento y se produce desgaste.
Si la fricción metal-metal es continua en el tiempo entonces empezarán a aparecer condi-
ciones anormales de funcionamiento y suele desembocar en un fallo catastróﬁco.
El estado de un equipo se puede determinar estudiando la degradación y contaminación del
aceite o grasa, para ello vamos a describir que es cada uno:
La degradación: del aceite o grasa es el proceso por el que se reduce su capacidad para
cumplir sus funciones por alteración de sus propiedades.
La contaminación: del aceite o grasa se debe a la presencia de sustancias extrañas, tanto
por causas externas como internas:
• Elementos metálicos, procedentes de desgaste de piezas sometidas a fricción y que pro-
ducen a su vez desgaste abrasivo.
• Óxidos metálicos, procedentes de la oxidación de piezas y desgaste de las mismas que
originan igualmente desgaste abrasivo.
• Polvo y otras impurezas que se introducen en el sistema de lubricación y proceden del
medio exterior (ﬁltros rotos, oriﬁcios, respiraderos, etc).
• Agua procedente de los sistemas de refrigeración y/o condensación de humedad atmosfé-
rica.
• Combustibles, que diluyen el aceite.
• Productos procedentes de la degradación de los aceites, como barnices y lacas que resul-
tan del proceso de envejecimiento del aceite.
La contaminación y degradación del aceite o grasa están íntimamente relacionadas, ya que la
contaminación altera las propiedades físicas-químicas del aceite o grasa acelerando su degradación.
Por otra parte, la degradación produce sustancias no solubles en el aceite que facilitan el proceso
de desgaste.
1.4.8.4. Aceite o Grasa
Como regla general se debe utilizar Aceite:
• Cuando las velocidades son muy altas, debido a que la grasa puede acanalarse o puede
provocar un exceso de temperatura.
• Cuando las temperaturas de operación sean excesivamente altas ya que no existe forma
de poder refrigerar la grasa.
• Cuando las condiciones de suciedad no son excesivas y pueden utilizarse retenes de lu-
bricación.
• El tipo de cojinete puede no ser adecuado para lubricación con grasa.
Como regla general se debe utilizar Grasa:
• Cuando la velocidad es moderada, por lo que el enfriamiento no es un tema importante.
• Cuando las temperaturas no son excesivas.
Universidad de Málaga 28

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
• Cuando se requiere protección contra los agentes exteriores como pueden ser el polvo,
humos, u otros contaminantes. La grasa es buena protectora ya que forma una barrera
contra esos contaminantes.
• Cuando se necesitan largos periodos de operación sin actividad de mantenimiento.
1.4.8.5. Técnicas de análisis de aceite
Tribología: es la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tiene lugar
durante el contacto entre super<>ﬁcies sólidas en movimiento Figura 1.29(página 29).
Figura 1.29: Esquema de los componentes de un sistema tribológico.
Entre sus técnicas más destacadas podemos encontrar la Ferrografía, Espectrometría y Aná-
lisis de lubricante, siendo este último el que describiremos en este estudio. Este consiste en reali-
zar un análisis al aceite lubricante y compararlo con las características originales del mismo, para
localizar precozmente fallos en la máquina o en el sistema. Exponemos a continuación los paráme-
tros más signiﬁcativos de este estudio:
Viscosidad: representa la propiedad que tienen los<> ﬂuidos de ofrecer resistencia a la velo-
cidad con que se deforman. Su origen radica en las fuerzas moleculares y en el intercambio de la
cantidad de movimiento (choques producidos al cruzarse las trayectorias de las partículas).
V iscosidad din´amica = µ =<> τ ·
dy
dv
≡ [1P a · s = 10 P oise] (1.16)
V iscosidad cinem´atica =<> ν =
µ
ρ
≡ [1m
2
/s = 10
4
St (Stoke)] (1.17)
La viscosidad disminuye normalmente por contaminación con el combustible (motores térmi-
cos), mezcla con condensables del gas comprimido (compresores de gas combustible), conta-
minación con otro aceite menos viscoso, etc.
La viscosidad aumenta normalmente por oxidación del aceite, que da lugar a la formación
de productos de descomposición más viscosos, partículas carbonosas y otros contaminantes.
Esto puede ocurrir por contaminación tanto interna como externa, tanto de partículas sólidas
como agua. Algunos fallos típicos son debidos a:
• Combustión defectuosa
• Filtro de aire de admisión obstruido
• Turbocompresor defectuoso
• Desgaste excesivo en los conjuntos camisa-segmentos
• Fallos en sistema de refrigeración que producen fugas de agua
Universidad de Málaga 29

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
• Filtro de aceite sucio u obstruido
Desviación admisible: se considera un aceite en servicio degradado y sin capacidad para
realizar bien su función si su viscosidad ha variado ±20 % de la del nuevo.
Acidez-Basicidad: En un aceite el grado de acidez ó alcalinidad puede expresarse por el
número de neutralización respectivo, el cual se deﬁne como la cantidad de base ó ácido, expresado
en mgr. de KOH (Hidróxido de Potasio), que se requiere para neutralizar el contenido ácido ó base
de un gramo de muestra, en condiciones normalizadas.
La acidez ó alcalinidad de un aceite nuevo da información sobre el grado de reﬁno y aditiva-
ción; mientras que el de uno usado da información sobre los contaminantes y fundamentalmente
sobre la degradación del mismo.
Existen métodos normalizados para medir tanto la acidez como la basicidad. (Métodos
ASTM
4
D-943 y ASTM D-974).
Los fallos que producen un aumento de la acidez del aceite producen simultáneamente una
reducción en la basicidad propia del aceite. El aumento de la acidez está asociado a su oxidación y
a la contaminación por los ácidos. Este tipo de fallo se suele dar:
Bomba de inyección o inyectores defectuosos
Turbocompresor defectuoso
Filtro de aire obstruido
Contaminación del aceite con azufre del combustible y otros ácidos
Sobrecalentamientos por fallo de la refrigeración
Filtro obstruido o ineﬁciente
Los parámetros de diagnóstico para la acidez/basicidad del aceite son:
TAN (Número de ácido total). Representa los mgr de KOH necesarios para neutralizar todos los
constituyentes ácidos presentes en 1 gramo de muestra de aceite.
TBN (Número de base total). Representa los mgr equivalentes de KOH necesarios para neutra-
lizar sólo a los constituyentes alcalinos presentes en un gramo de muestra de aceite.
Además de estar íntimamente relacionados el TAN y TBN, existe una relación directa entre la
reducción del TBN y el desgaste, según se aprecia en la Figura 1.30(página 31).
Desviación admisible en la evaluación de un aceite, se aconseja el cambio de aceite cuando
el TBN es inferior al 60 % del TBN inicial, o se encuentra por debajo del valor recomendado por
el fabricante del motor. El TBN de un aceite de motor nuevo debe ser mayor cuanto mayor sea el
contenido en azufre del carburante.
En cuanto al TAN es aconsejable el cambio cuando éste llega a un valor del 80 % del TBN
medido o cuando el TAN se incrementa un 50 %.
4
American Society for Testing and Materials.
Universidad de Málaga 30

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Figura 1.30: Relación entre el TAN, TBN y desgaste.
Contaminación por agua: La puede producir las posibles fugas. El efecto del agua sobre
el aceite produce un aumento en su degradación y acelera la corrosión de los metales que debe
lubricar. Existen varios métodos para su medida:
Método de la crepitación en plancha caliente, el más utilizado como indicador cualitativo de
presencia de agua en cantidades superiores a 0,05 %. Consiste en dejar caer una gota de
aceite en una plancha caliente y observar si se produce crepitación. La intensidad del ruido de
crepitación es una indicación de la cantidad de agua contaminante.
La medida de la constante dieléctrica también detecta cualitativamente concentraciones de
agua superiores al 0,1 %.
El método de la mancha de aceite, aunque con este método solo se detectan concentraciones
muy elevadas (superiores al 5 %).
Los principales fallos asociados con el aumento del contenido en agua del aceite son todos
aquellos que producen fugas internas de refrigerante al aceite. Se considera que un aceite tiene una
contaminación de agua inadmisible y, por tanto, debe ser sustituido cuando se alcanza más de un
0,5 %.
Otros elementos contaminantes: Son elementos metálicos o no (hierro, cobre, sílice, boro,
etc.) que entran al aceite provenientes tanto de fuentes externas como internas. Su análisis alertan,
por tanto, tanto del posible desgaste de elementos internos como sobre otras posibles fuentes de
contaminación. En la Tabla 1.4(página 33) siguiente aparecen los elementos contaminantes y su
posible procedencia en el aceite.
Oxidación: El lubricante durante el servicio está sometido a altas temperaturas, presiones
y al contacto con oxígeno, compuesto que naturalmente origina la oxidación. De forma empírica, el
oscurecimiento del<> ﬂuido acompañado de un olor característico puede darnos una idea aproximada
del grado de oxidación del lubricante.
1.4.8.6. Técnicas de análisis de grasa
Cambios en la consistencia de la grasa: La consistencia de la grasa viene dada funda-
mentalmente por la viscosidad del aceite y por el espesante (a mayor cantidad de espesante más
consistente es la grasa). Sin embargo, el grado de consistencia de una grasa puede variar debido al
efecto de la contaminación, pérdida del aceite base o por el estrés mecánico.
Universidad de Málaga 31

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Análisis espectrométrico de aceite
Elemento Fuente
Hierro (Fe) Es el más común de los metales de desgaste. Paredes de cilindros,
guías de válvulas, segmentos de cilindros, rodamientos de bola, levas,
balancines, engranajes, cadenas, muñequillas de cigüeñal.
Aluminio (Al)Pistones, cojinetes y polvo de contaminación externa.
Cobre (Cu) Presente en forma de aleación, bien bronce bien latón. Arandelas y
cojinetes.
Magnesio (Mg)Aditivo detergente del lubricante.
Sodio (Na) Agua en equipos marinos.
Níquel (Ni) Metal de válvulas de alta resistencia y álabes de turbinas.
Plomo (Pb) Cojinetes. Contaminación en motores que utilicen gasolinas con plo-
mo.
Silicio (Si)Se encuentra en la mayoría de muestras de aceite debido a polvo en el
aire, juntas, y en algunos aceites aparece como agente antiespumante.
Estaño (Sn) Cojinetes y restos de soldadura blanda.
Boro (B) Aditivo del aceite.
Bario (Ba) Aditivo detergente del aceite.
Molibdeno (Mo)Segmentos de pistones y aditivo del aceite.
Zinc (Zn) Componente del latón, y aditivo antioxidante del aceite.
Calcio (Ca) Aditivo detergente del aceite.
Fósforo (P) Aditivo antidesgaste del aceite.
Tabla 1.4: Elementos contaminantes
Realizando un ensayo de penetración ASTM D 217 sobre la grasa ya utilizada podemos
observar si se producen variaciones en la consistencia de la grasa.
Punto de gota: El punto de gota establece la temperatura a la cual la grasa pasa de un
estado sólido o semisólido a un estado líquido. Nos dice la temperatura máxima a la que puede
trabajar dicha grasa.
Existen gran variedad de ensayos que se le aplican a las grasas que en este estudio sólo los
nombraremos como pueden ser:
FTIR (DIN 51820E): Espectroscopia de infrarrojo nos permite conocer si se está usando la
grasa supuesta o si está mezclada con otra, la existencia de contaminantes como el agua, su
degradación, el tipo de espesante y su concentración y la oxidación.
Contenido en agua (ASTM D 6304).
ICP o Espectroscopia de emisión atómica (ASTM D 5185): Con este se determinan tanto
el tipo y concentración de los aditivos como los contaminantes y desgastes producidos en la
máquina.
1.4.8.7. Sistema de clasiﬁcación de aceites
Las propiedades que requiere un lubricante dependerán del uso para el que esté destinado,
variando mucho de unas necesidades a otras, razón por la cual existe una gran variedad de lubri-
cantes y sistemas de clasiﬁcación. Estos sistemas de clasiﬁcación se basan en la viscosidad, ya que
este parámetro es el más representativo.
Sistema ISO:
5
Este lo establece la Organización Internacional para la Estandarización y realiza
la clasiﬁcación mediante un número colocado al<> ﬁnal del nombre del aceite que viene dada por
la viscosidad del aceite medida en cSt a 40
o
C. Su principal ventaja es que permite una rápida
comparación entre aceites.
5
ISO - International Organization for Standardization.
Universidad de Málaga 32

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Sistema AGMA
6
: Clasiﬁcación establecida por la Asociación Americana de Fabricantes de
Engranajes que mediante un número entre el 1 y el 13, clasiﬁca los aceites en rangos de
viscosidades medidas en SSU a 100
o
F (en cSt a 37,8
o
C), de este modo a mayor código AGMA
mayor será la viscosidad.
Sistema SAE
7
: Realiza la clasiﬁcación mediante un número que será mayor cuanto mayor
sea la viscosidad del aceite. Bajo este sistema se clasiﬁcan los aceites para lubricación de
MCI(Motores de Combustión Interna), cajas de engranajes, transmisión y sistemas hidráulicos.
El sistema SAE diferencia entre aceites unigrado y multigrado. En los unigrados, sólo se especi-
ﬁca un grado de viscosidad y el índice de viscosidad será inferior a 95, presentando problemas
de arranque en frío (< 5
o
C). Si se requiere prestaciones mayores entonces deberá buscarse un
aceite cuyo código esté acompañado de la letra “W”.
En la siguiente Tabla 1.31(pag 33) se muestran las equivalencias entre los distintos sistema
de clasiﬁcación.
ISO AGMA
SAE
Motor Engranajes
Unigrado Multigrado UnigradoMultigrado
10
15 75
22 105 0W,5W 75W
32 150 10W
46 215
68,68EP 315 20W,20 10W30, 20W20 80,80W
100,100EP 465 25W,30 5W50,15W40
150,150EP 700 40 15W50,20W40
220,220EP 1000 50 90 85W90
320,320EP 1500 50 90 85W90
460,460EP 2150 140
680,680EP 3150
1000,1000EP 4650
1500,1500EP 7000 250
Figura 1.31: Equivalencia entre los sistemas de clasiﬁcación del aceite.
1.4.8.8. Sistema de clasiﬁcación de las grasas
El NLGI (National Lubricating Grease Institute) establece una clasiﬁcación de las grasas
en función de su consistencia. Este se deﬁne por el ensayo de penetración producido por un cono
estándar. Dependiendo del valor obtenido en esta prueba, la grasa se clasiﬁca en uno de los 9
grados que van desde el 000 para grasas más<> ﬂuidas hasta el 6 para grasas de alta consistencia
Tabla 1.5(página 33).
NLGI ESTADO APLICACIÓN
000 Fluida Engranajes
00 Semi-ﬂuida Engranajes
0 Muy blanda Rodamientos. Sistemas centralizados
1 Blanda Rodamientos. Sistemas centralizados
2 Normal Rodamientos
3 Firme Rodamientos
4 Muy<> ﬁrme Cojinetes (Baja velocidad).
5 Dura Cojinetes (Baja velocidad).
6 Myu-Dura Cojinetes (Baja velocidad).
Tabla 1.5: Grado de consistencia de las grasas según ASTM D 217
6
AGMA - American Gear Manufactures Association.
7
SAE - Society of Automotive Engineers.
Universidad de Málaga 33

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4.8.9. Aceites y grasas recomendados por el fabricante para los equipos estudiados
El aceite usado en los rodamientos debe tener un valor de viscosidad como se deﬁne en
la ISO 3448. Cuando la velocidad de rotación sea mayor de 1800 rpm, se usa normalmente un
lubricante deﬁnido en la norma ISO VG 32
8
. Cuando la velocidad de rotación sea 1800 rpm o
menor, se usa normalmente un lubricante deﬁnido en la norma ISO VG 46.
Entre sus principales características:
Alta protección frente al desgaste
Muy buena estabilidad a la oxidación
Buena demulsibilidad permitiendo la rápida separación del agua proveniente de fugas o con-
densaciones
Buena<> ﬁltrabilidad aunque exista contaminación con agua
Estabilidad a la hidrólisis evitando el fenómeno de colmataje de<> ﬁltros
Buena protección anticorrosión y antiherrumbe, creándose una película protectora sobre las
super<>ﬁcies metálicas y previniendo los ataques químicos
Muy buenas propiedades antiespuma y antiaire disminuyendo los ruidos en las bombas
En la Tabla 1.6(página 34) aparecen las marcas y referencias de los aceites recomendados
por los fabricantes para las bombas.
Fabricante ISO VG 32 ISO VG 46
ESSO Terresso 32Terresso 46
GULF Harmony 32 Harmony 46
MOBIL DTE 24 DTE 25
SHELL Tellus Oil 32Tellus Oil 46
TEBOIL Larita Oil 32Larita Oil 46
NESTE Paine 32 Paine 46
Tabla 1.6: Aceites recomendados por el fabricante.
En la Tabla 1.7(página 34) se muestran las principales propiedades de los aceites recomen-
dados por el fabricante.
Propiedades ISO VG 32 ISO VG 46
Densidad a 15
o
C kg/m
3
875 880
Viscosidad cSt a 40
o
C 32 45.9
Viscosidad cSt a 100
o
C 5.4 6.8
Índice de viscosidad 102 100
Punto de congelación,
o
C -27 -27
Punto de inﬂamación Cleveland,
o
C 227 232
Tabla 1.7: Propiedades del aceite.
A continuaión en la Tabla 1.8(página 35) aparecen las grasas recomendadas por los fabri-
cantes, para trabajar a altas temperaturas y presiones. Son validas tanto para las bombas como
para las turbinas.
En la Tabla 1.9(página35) se muestra el tipo de aceite y de grasa utilizado en los equipos de
estudio en la actualidad.
8
ISO VG 32 (VG - Viscosity Grade).
Universidad de Málaga 34

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Fabricante Calidad Espesor
Aceite ba-
se
Rango de
temperatura
o
C
Viscosidad
cinemática
del aceite
base mm2/s,
cSt a 40
o
C
Viscosidad
cinemática
del aceite
base mm2/s,
cSt a 100
o
C
Consistencia
NLGI escala
ESSO UNIREX N2 Li-comp. Mineral -30 to +165 115 12.2 3
SKF LGHT 3 Li-comp. Mineral -30 to +150 110 13.0 3
MOBIL OIL
Mobiltemp
SHC 100
Inorganic Sintético -40 to +200 100 12.5 2
SHELL Syntix 100Li-comp. Sintético -40 to +150 100 21.0 2
TEBOIL
Syntex
Grease
Li-comp. Sintético -40 to +140 150 20.0 2
STATOIL
Uniway LiX
42 PA
Li-comp. Polyalfa -35 to +150 100 18.0 2
CHEVRON SRI 2 Polyr. Mineral -30 to +150 115 14.0 2
NESTE Rasva 606 Li-comp. Sintético -40 to +150 150 20.0 2
Tabla 1.8: Grasas recomendadas por el fabricante.
GRUPO DE
EQUIPOS
RODAMIENTOS DE LAS
BOMBAS
RODAMIENTO DE LOS
MOTORES
Bomba Agua Fil-
trada
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:1.5-3
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:1.5-3
Bombas de Alta
Presión
Aceite, FL-HIDROBAK-tf-
HLP-46
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:2-3
Bombas Booster Aceite, FL-HIDROBAK-tf-
HLP-32
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:1.5-3
Turbinas Pelton Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:2-3
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:2-3
Tabla 1.9: Aceite y grasa utilizado en los equipos.
1.4.9. Control de temperatura mediante sensores
1.4.9.1. Sensor RTD
Los detectores de temperatura resistivos(RTD - Resistance Temperature Detector) son
sensores basados en variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Un sensor muy
utilizado en la industria es el Pt-100 (RTD de platino con R = 100Ω a 0
o
C) Figura 1.32(página 35)
siendo este el que se utiliza en estas instalaciones.
Figura 1.32: Sensor Pt-100 instalado.
Su principio de funcionamiento se basa en que cuando calentamos un metal se produce
una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones y reduciéndose su velocidad media
produciéndose un aumento de la resistencia. A mayor temperatura mayor agitación y mayor será la
resistencia.
La variación de la resistencia puede ser expresada de manera polinómica como se expresa
en la siguiente ecuación. Por lo general, la variación es bastante lineal en márgenes amplios de
Universidad de Málaga 35

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Parámetro Platino (Pt) Cobre(Cu) Niquel(Ni) Molibdeno(mo)
Resistividad(µΩcm) 16.6 1.673 6.844 5.7
α (Ω/Ω/K) 0.00385 0.0043 0.00681 0.003786
R0(Ω) 25, 50, 100,
200
10 50, 100, 120 100, 200, 500
Rango (
o
C)-200 a +850 -200 a
+260
-80 a +230 -200 a +200
Tabla 1.10: Parámetros resistivos de los metales que componen RTD.
temperatura.
R = R
0· (1 +<> α ·<> �T ) (1.18)
donde:
R0es la resistencia a la temperatura T 0
�T es la desviación de temperatura respecto a T 0(�T = T<> − T 0)
α es el coeﬁciente de temperatura del conductor especiﬁcado a 0
o
C. Este interesa que sea de
gran valor y constante con la temperatura.
Los materiales utilizados en estos sensores suelen ser conductores como el Cobre, Niquel,
Molibdeno o el Platino. Las principales valores de sus parámetros aparecen en la Tabla 1.10(pági-
na36):
De todos ellos es el platino el que ofrece las mejores prestaciones:
Alta resistividad.
Un rango de temperatura mayor.
Alta linealidad.
Sin embargo su sensibilidad<> α es menor.
Ventajas e inconvenientes:
Ventajas:
• Margen de temperatura bastante amplio.
• Proporciona las medidas de temperatura con mayor exactitud y repetitividad.
• Tiene gran exactitud y con tolerancias mínimas y son bastante estables en el tiempo.
• La relación entre temperatura y resistencia es la más lineal.
Inconvenientes:
• El coste de estos sensores es más elevado que el de los termistores.
• El tamaño y la masa de estos sensores es mayor que el de los termistores, limitando
además su velocidad de reacción.
• Estos sensores se ven afectados por el autocalentamiento.
Universidad de Málaga 36

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Aplicación: Este sensor se utiliza para medir y registrar la temperatura de los motores y
de los rodamientos en tiempo real. En el caso de estudio estos sensores están conectados con el
sistema SCADA de la planta, siendo monitorizada la temperatura en la sala de control.
1.4.9.2. Termistor
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura Figura 1.33(página 37). Existen dos
tipos de termistor:
NTC (Negative Temperature Coef<>ﬁcient).
PTC (Positive Temperature Coef<>ﬁcient).
Figura 1.33: Sensores PTC.
Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor con la tem-
peratura, debido a la variación de la concentración de portadores. Los PTC son resistores no lineales
cuya resistencia aumenta fuertemente con la temperatura mientras que los NTC su resistencia baja
rápidamente con la temperatura.
El modelo matemático que sigue este sensor es:
R
T= A · e
B
Tcon A = R 0· e
−B
T
0
(1.19)
Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el
óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
A diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la temperatura no es
lineal. Para un termistor PTC o NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de
temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.
Aplicación: El sensor PTC se utiliza prioritariamente como elemento de protección en los
motores ya que si se produce un sobrecalentamiento (temperatura límite que soporta el material
aislante de los devanados) en los devanados del estator mandan una señal que hace que corte la
corriente de alimentación del motor.
1.4.10. Termografía
La termografía es una técnica con aplicaciones muy concretas en mantenimiento basadas
en el hecho de que todos los cuerpos, por estar a una temperatura superior al 0 absoluto, emi-
ten una radiación electromagnética. Midiendo esa radiación con cámaras de infrarrojos podemos
Universidad de Málaga 37

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
extraer una imagen cuantiﬁcable en temperatura. Esta es desﬁgurada en colores convencionales:
de tal manera que a cada temperatura se le asocia un color, correspondiéndole normalmente al de
temperatura mayor el color blanco. Esta técnica nos permite a distancia, y sin contacto, medir y
visualizar las temperaturas de super<>ﬁcies con precisión, Figura 1.34(página 38).
Figura 1.34: Ejemplo de una termografía.
Una de las variables más identiﬁcadoras de la degradación funcional de un gran número de
elementos (rodamientos, reductores, conexiones eléctricas, componentes electrónicos, juntas, etc.)
es la temperatura. Dicha temperatura provoca como ya se ha dicho, una radiación que los sistemas
de termografía infrarroja son capaces de captar así si se detecta un punto, zona o componente
anormalmente caliente respecto a zonas colaterales que tiene la misma función entonces estaremos
detectando una anomalía.
1.4.10.1. Tipos de cámaras
La región del infrarrojo está situada entre la región visible y de microondas del espectro
electromagnético Figura 1.35(página 38) y abarca la región de 2 a 1000µm debido a que los objetos
radian energía en el infrarrojo a esta región se le conoce también como la región térmica del espectro.
Cuanto mayor sea la energía radiante de un cuerpo, mayor será la energía radiante espectral en
todas las longitudes de onda y más corta será su longitud de onda predominante de la emisión.
Figura 1.35: Espectro de longitudes de ondas.
La mayor parte del espectro de emisión infrarroja no es útil para los sensores debido a que la
radiación es absorbida por el vapor de agua y el dióxido de carbono en suspensión en la atmósfera.
Sin embargo existen tres bandas de onda con buena transmisión.
Universidad de Málaga 38

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Haciendo referencia a lo anterior podemos clasiﬁcar estas cámaras en función de la banda
del infrarrojo en la que trabaja:
Onda Media: Cubre el rango del espectro de infrarrojo 2 a 6µm esta nos muestra una transmi-
sión cercana al 100 %.
Onda larga: Cubre la región del infrarrojo de 8 a 15µm con aproximadamente un 100 % en la
banda 9 a 12µm. Esta ofrece una excelente visibilidad para la mayoría de los objetos terrestres.
Los equipos de infrarrojos se diseñan para operar ya sea en la banda de longitudes de
onda larga o bien en la banda de longitudes de onda medias. La banda de longitudes de onda largas
incluye un espectro más amplio de temperaturas bajas, mientras que la banda de longitudes medias
incluye un rango de temperaturas mayores. Por lo anterior, para aplicaciones de altas temperaturas
un equipo de infrarrojo de longitudes de onda medias es el más adecuado.
1.4.10.2. Características técnicas de los equipos en general
Las principales características de estos equipos son:
Temperaturas desde<> −50
o
C a 2000
o
C con una resolución de temperatura 0,05
o
C
Amplia resolución espacial, desde pequeñas áreas 100mm
2
hasta amplias regiones del espacio.
Distancia de enfoque desde 15cm a cientos de kilómetros.
1.4.10.3. Proceso de inspección termográﬁca
Se puede deﬁnir en general, siguiendo estas etapas:
1. Planiﬁcación de la inspección en los períodos de máxima demanda.
2. Evaluación y clasiﬁcación de los calentamientos detectados.
3. Emisión de informes, con identiﬁcación de los fallos y el grado de urgencia para su reparación.
4. Seguimiento de la reparación.
5. Revisión termográﬁca para evaluar la efectividad del mantenimiento correctivo realizado.
1.4.10.4. Ventajas e Inconvenientes de la termografía
Ventajas:
• La inspección se realiza a distancia sin contacto físico con el elemento en condiciones
normales de funcionamiento. Es decir no solo no es necesario poner fuera de servicio
las instalaciones sino que además es conveniente realizarla con la instalación en pleno
funcionamiento.
• Se trata de una técnica que permite la identiﬁcación precisa del elemento defectuoso.
Universidad de Málaga 39

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
• Es aplicable a los diferentes equipos eléctricos: bornes de transformadores, transforma-
dores de intensidad, interruptores, cables y piezas de conexión,...
• Es utilizable para el seguimiento de defectos en tiempo casi real, lo que permite cuantiﬁcar
la gravedad del defecto y la repercusión de las variaciones de carga sobre el mismo para
posibilitar programar las necesidades de mantenimiento en el momento más oportuno.
• En relación con el mantenimiento tradicional, el uso de la inspección termográﬁca propicia
la reducción de riesgos para el personal.
Inconvenientes:
• Capacidad limitada para la identiﬁcación de defectos internos en la medida que el defecto
no se maniﬁeste externamente por incremento de la temperatura.
• Los reﬂejos solares pueden enmascarar o confundir defectos.
• El estado de carga del elemento bajo análisis puede inﬂuir en la determinación de las
anomalías.
1.4.10.5. Fundamentos físicos del proceso
La radiación fue establecida por Max Planck según unas leyes asociadas a la distribución
de energía de emisión de las diferentes temperaturas de un cuerpo negro. Dichas leyes de radiación
indican que las diferentes temperaturas adquiridas por un cuerpo caliente van a traducirse en
energía radiada en diferentes longitudes de onda Figura1.36(página 40).
Figura 1.36: Ley de Planck.
I(ν, T ) =
2hν
3
c
2
·
1
e
hν
kT− 1
(1.20)
donde cada parámetro es:
I = Radiación espectral o cantidad de energía por unidad de super<>ﬁcie, unidad de tiempo y
unidad de ángulo sólido por unidad de frecuencia o longitud de onda, Jm
−2
sr
−1
.
ν = frecuencia en Hz
T = Temperatura en K
h = Constante de Planck 6,626068<> ∗ 10
−34
J · s
c = Velocidad de la luz m/s
k = Constante de Boltzmann 1,3806504<> ∗ 10
−23
J/K
Universidad de Málaga 40

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
Además de las leyes de Planck la radiación se estudia con base en la Ley de Stefan Boltz-
mann, que establece una proporcionalidad entre la radiación emitida y la temperatura del objeto
que estamos analizando. Esta nos dice: El poder emisivo de un cuerpo es proporcional a la cuarta
potencia de su temperatura absoluta, según la siguiente fórmula:
W =<> σ<> ∗<> ε<> ∗ T
4
(1.21)
donde cada parámetro es:
W = Radiación emitida
σ = Constante de Stefan-Boltzman (5,8<> ∗ 10
8
W m
−2
K
−4
)
ε = Emisividad
T = Temperatura
1.4.10.6. Aplicaciones de la termografía
Sistemas Eléctricos: Aparición de puntos calientes como consecuencia del aumento de la
resistencia de paso debido al envejecimiento.
• Estado de conexiones, bornas y aisladores.
• Estudios de transformadores.
• Estado de bobinado de motores, generadores, armónicos, inducciones.
• Desequilibrio de fases.
Sistemas Mecánicos: Aparición de zonas calientes como consecuencia del rozamiento.
• Estudios de motores y generadores.
• Estudios de rodamientos y Poleas.
• Sistemas de transmisión y cajas de cambios.
• Estudios de motores y generadores.
• soldaduras.
Procesos Industriales: Aparición de zonas calientes como consecuencia de fugas, grietas,
estrechamientos, etc.
• Estudio y estado de válvulas.
• Estudios de perdidas térmicas o fugas de vapor.
• Nivel de líquido de tanques.
• Detección de tuberías subterráneas.
1.4.11. Periodicidad de cambio del lubricante y valores límites de tempera-
tura
En la Tabla 1.11(página 42) aparecen los periodos en horas y en meses para el cambio
de lubricante de los equipos de estudio así como sus niveles de temperatura admisible para los
devanados de los motores y para las cajas de rodamientos según recomendación del fabricante.
Universidad de Málaga 41

1. Memoria 1.5. Descripción del software especíﬁco utilizado
CAMBIO DE LUBRICANTE TEMPERATURA ADMISIBLE
BOMBA/TURBINA MOTOR/GENERADOR BOMBA/TURBINA MOTOR/GENERADOR
BOMBEO
DE AGUA
FILTRADA
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 1,5-3. -Viscosidad base
del aceite:100 a 160 cst a 40
o
C.
-Cambio de grasa cada seis me-
ses o cada 1000Horas.
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 1,5-3. -Viscosidad base
del aceite:100 a 160 cst a 40
o
C.
-Cambio de grasa cada año o ca-
da 8500Horas. - Grasa con ba-
se de jabon de Litio y la base de
aceite mineral o poli-afa(PAO).
-Temperatura máxima de operación 80
o
C para una Temperatura
ambiente de 25
o
C.* Un aumento en la Temperatura ambiente in-
crementa la Temperatura de los rodamientos proporcionalmen-
te. El cambio de lubricante debe dividirse por la mitad por cada
15
o
C de aumento de los rodamientos.
BOMBAS DE
ALTA PRE-
SIÓN
- Aceite. - Características ISO
VG 46. - Cambio de aceite cada
seis meses.
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 2-3. -Viscosidad base del
aceite:115 a 150 cst a 40
o
C. -
Cambio de grasa cada año o ca-
da 8800Horas. - Grasa con ba-
se de jabon de Litio y la base de
aceite mineral.
-Rango de temperatura de 38
o
C
a 82
o
C, preferiblemente 49
o
C. -
Alarma Pt-100→82
o
C para caja
de rodamiento.
-Temperatura máxima de ope-
ración 70
o
C.* Un aumento en
la Temperatura ambiente in-
crementa la Temperatura de
los rodamientos proporcional-
mente. El cambio de lubrican-
te debe dividirse por la mi-
tad por cada 15
o
C de aumento
de los rodamientos. -Alarma Pt-
100→120
o
C para bobinado mo-
tor.
BOMBAS
BOOSTER
- Aceite. - Características ISO
VG 32. - Cambio de aceite cada
seis meses o cada 5000Horas.
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 1,5-3. -Viscosidad base
del aceite:100 a 160 cst a 40
o
C.
-Cambio de grasa cada año o ca-
da 8500Horas. - Grasa con ba-
se de jabon de Litio y la base de
aceite mineral o poli-afa(PAO).
-Temperatura máxima de operación 80
o
C para una Temperatura
ambiente de 25
o
C.* Un aumento en la Temperatura ambiente in-
crementa la Temperatura de los rodamientos proporcionalmen-
te. El cambio de lubricante debe dividirse por la mitad por cada
15
o
C de aumento de los rodamientos.
TURBINAS
PELTON
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 2-3. -Viscosidad base del
aceite:115 a 150 cst a 40
o
C. -
Cambio de grasa cada año o ca-
da 8800Horas. - Grasa con ba-
se de jabon de Litio y la base de
aceite mineral.
-Grasa. -Grado de consistencia
NLGI: 2-3. -Viscosidad base del
aceite:115 a 150 cst a 40
o
C. -
Cambio de grasa cada año o ca-
da 8800Horas. - Grasa con ba-
se de jabon de Litio y la base de
aceite mineral.
-Rango de temperatura de 40
o
C
a 70
o
C. *Un rodamiento nuevo
durante las 3 primeras horas de
funcionamiento puede llegar de
80
o
C a 100
o
C vigilar durante es-
te periodo.
-Temperatura máxima de ope-
ración 70
o
C.* Un aumento en
la Temperatura ambiente in-
crementa la Temperatura de
los rodamientos proporcional-
mente. El cambio de lubrican-
te debe dividirse por la mi-
tad por cada 15
o
C de aumento
de los rodamientos. -Alarma Pt-
100→120
o
C para bobinado mo-
tor.
Tabla 1.11: Cambios de aceites, grasas y temperaturas de alarma.
1.5. Descripción del software especíﬁco utilizado
1.5.1. MAXIMO
En EMASA el software empleado para la gestión del mantenimiento es MAXIMO. Este es
un software de Gestión de Activos (equipos) que mediante una sola plataforma ofrece una completa
Gestión del Mantenimiento y del ciclo de vida de todo tipo de equipo Figura 1.37(página 43). Te
permite conocer a fondo todos tus activos (equipos), así como su estado y los procesos de trabajo
relacionados con ellos, mejorando así la planiﬁcación y el control.
Con Maximo podemos conseguir:
Gestión del despliegue, las especiﬁcaciones, la supervisión, la calibración, los costes y el se-
guimiento de todos los activos (equipos) desde un único sistema.
Solución completa de gestión del trabajo de mantenimiento de actividades planiﬁcadas y no
planiﬁcadas, incluida la planiﬁcación a corto y largo plazo; el mantenimiento preventivo, co-
rrectivo y basado en el estado; la gestión de la planiﬁcación; la optimización de los recursos, y
los indicadores clave de rendimiento.
Planiﬁcación del inventario para cumplir los requisitos de mantenimiento de forma precisa y
conseguir que las piezas adecuadas estén disponibles en el lugar preciso cuando sea necesario.
Gestión de los contratos con los proveedores con un completo soporte para contratos de ad-
quisición, leasing, alquiler, garantía, tasas, maestros, colectivos y deﬁnidos por el usuario.
Universidad de Málaga 42

1. Memoria 1.5. Descripción del software especíﬁco utilizado
Figura 1.37: Gestión del Mantenimiento con MAXIMO.
1.5.2. Efector Octavis
En los equipos de mayor envergadura que son los que ha sido objeto de este estudio se
han instalado recientemente un software de control y monitorización de vibraciones, siendo este
Efector octavis. Este es un sistema de supervisión de vibraciones con el cual no solamente se
registran datos de vibraciones, sino que también se efectúa el análisis de señales y el diagnóstico de
equipos directamente en la máquina Figura 1.38(página 44). El estado de la máquina se registra en
Universidad de Málaga 43

1. Memoria 1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
el lugar de medición y se transmite a los controladores o al software SCADA (Supervisory Control
And Data Adquisiton) en forma de alarma o de valores de estado.
Figura 1.38: Efector Octavis software de análisis de vibraciones.
1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
1.6.1. Ubicación
Las instalaciones IDAS están ubicadas al noroeste de Málaga, en el barrio “El Atabal” y
concretamente tiene su entrada en la Calle de Julio Verne, como se puede ver en la imagen 1.39.
Figura 1.39: Instalación ETAP más IDAS.
Universidad de Málaga 44

1. Memoria 1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
1.6.2. Principales características
La planta de tratamiento de agua “El Atabal” consta principalmente de dos zonas de tra-
tamiento claramente diferenciadas, ETAP (Estación de Tratamiento de Agua Potable) e IDAS (Ins-
talación Desaladora de Agua Salobre). Dentro de cada una de ellas pueden a su vez diferenciarse
distintas zonas en función del tratamiento que se da en ellas al agua. Listamos brevemente los
distintos procesos en orden en el que discurren siguiendo el camino del agua.
ETAP
• Entrada agua bruta. Medidor Venturi
• Silos de Carbón activo
• Ediﬁcio de productos químicos
• Decantadores
• Filtros de Arena
• Deposito de elevación de agua<> ﬁltrada
• Arqueta mezcladora
IDAS
• Bombeo de agua<> ﬁltrada
• Planta desaladora
◦ Filtros de cartucho
◦ Ósmosis Inversa (2 etapas)
◦ Depósito de agua osmotizada
• Postratamiento
◦ Remineralización (CAL+CO2)
◦ Desinfección (HIPOCLORITO)
Desde la arqueta de mezclas se distribuye a los distintos depósitos de agua potable de la ciudad
(distribución en alta).
En los procesos que se dan en la IDAS es donde se encuentran los equipos que hemos
estudiado.
En la Figura 1.40(página 46) se aprecia cada una de estos puntos y su situación en la
planta.
1.6.3. Descripción de la línea de Tratamientos
Pretratamiento: La planta desaladora (IDAS) El Atabal recibe el agua de la ETAP y esta se
prepara para ser procesada por las membranas de ósmosis inversa. En la Figura 1.41(página 47)
se aprecia en qué punto del proceso se aplican los distintos compuestos y consta de:
ETAP
• Desinfección (dosiﬁcación de Hipoclorito Sódico)
• Coagulación (dosiﬁcación de Cloruro Férrico)
Universidad de Málaga 45

1. Memoria 1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
Figura 1.40: Esquema de la planta ETAP+IDAS “El Atabal”.
• Decantación
• Filtración sobre arena
IDAS
• Bombeo de agua Filtrada
• Control de agentes oxidantes (dosiﬁcación de Bisulﬁto Sódico)
• Control de incrustaciones (dosiﬁcación de dispersante)
• Filtración sobre cartuchos
• 1
a
etapa ósmosis inversa
• 2
a
etapa ósmosis inversa
• Recuperación de energía de rechazo (Turbina Pelton)
• Desmineralización y Desinfección del agua osmotizada
1.6.4. Proceso de Ósmosis Inversa
El fenómeno de la ósmosis se da cuando a través de una membrana semipermeable, el agua
ﬂuye desde la solución de menor salinidad hacia otra de mayor concentración salina. Una membrana
semipermeable en este caso es aquella que deja pasar el agua pero no la sal.
Según una regla fundamental de la naturaleza, el sistema descrito arriba intentará alcan-
zar el equilibrio, es decir, evolucionará para alcanzar la misma concentración a ambos lados de
la membrana. El<> ﬂujo de agua desde la solución más diluida hacia la más concentrada se deten-
drá cuando se alcance un equilibrio entre ambas concentraciones. A ambos lados de la membrana
Universidad de Málaga 46

1. Memoria 1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
Figura 1.41: Esquema del pretratamiento
semipermeable la fuerza que provoca ese movimiento se conoce como presión osmótica y está rela-
cionada con la diferencia de concentración de sales en las soluciones a ambos lados de la membrana
semipermeable, Figura 1.42(página 47).
La ósmosis inversa consiste en invertir el proceso Ósmosis directa aplicando una presión
superior a la presión osmótica correspondiente, en el lado de la solución más concentrada. Con esto
se consigue invertir la dirección del<> ﬂujo del agua y que esta vaya del lado de la solución más
concentrada hacia la solución más diluida, Figura 1.42(página 47).
Figura 1.42: Ósmosis y Ósmosis Inversa
En este proceso se consigue básicamente la remoción de las sales y de los componentes
orgánicos presentes en el agua disuelta.
IDAS El Atabal se diseñó para tratar agua salobre y presenta una conﬁguración en 2 etapas
con:
BOMBEO DE ALTA PRESIÓN: Una vez pretratada el agua bruta es enviada por las 12 bombas
de alta presión a las membranas para que se produzca la ósmosis inversa de la primera etapa
Universidad de Málaga 47

1. Memoria 1.6. Descripción de la planta “El Atabal”
de cada uno de los 12 bastidores.
BOMBAS BOOSTER ENTRE ETAPAS: Estas están instaladas entre las dos etapas de ósmosis
inversa con la intención de equilibrar las condiciones de operación. Las presiones de trabajo
de estas bombas están en función de la salinidad del agua, a mayor cantidad de sales mayores
presiones habrá que aplicar. Por ello hay que decir que ambas bombas disponen de regulación
de velocidad.
Los rangos de presiones en esta instalación de agua salobre van desde 10 - 28bar en la
primera etapa y de 16 - 40bar en la segunda etapa.
En la Figura 1.43(página 48) se puede ver el esquema del rendimiento de la Ósmosis Inversa.
Figura 1.43: Esquema del proceso de Ósmosis Inversa en las dos etapas de “El Atabal”
1.6.5. Recuperación de energía del rechazo
La presión disponible en el rechazo de la ósmosis inversa se aprovecha para producir energía
eléctrica en dos Turboalternadores. En la Figura 1.43(página 48) se puede ver la cantidad de energía
aproximada que se genera en el rechazo, utilizándose esta para alimentar las propias bombas.
1.6.6. Postratamiento
Se dispone de una reserva de agua para desplazamiento y limpieza de las membranas, en
un depósito de agua de hormigón armado con un volumen de 500m
3
. La desinfección del agua se
realiza dosiﬁcando Hipoclorito Sódico en la conducción de salida del depósito de agua tratada. La
Universidad de Málaga 48

1. Memoria 1.7. Instalaciones IDAS “El Atabal”
dosiﬁcación del pH se efectúa mediante la dosiﬁcación de Cal en la tubería de salida del producto,
Figura 1.44(página 49).
Figura 1.44: Esquema del postratamiento
1.6.7. Evacuación de la salmuera
El rechazo o salmuera de la desalación se canalizará hasta la EDAR (Estación Depuradora
de Agua Residuales) de Guadalhorce.
1.7. Instalaciones IDAS “El Atabal”
La Desaladora Figura 1.45(página 50) de El Atabal es una infraestructura hidráulica que
puede tratar un volumen de agua que alcanza los 165.000 m
3
/d´<>ıa. La planta desaladora utiliza la
técnica de ósmosis inversa, para lo que cuenta con un conjunto de 8.400 membranas, repartidas en
12 bastidores que son las encargadas de eliminar las sales. Estas dependiendo de las necesidades
y de las fuentes de abastecimiento de la ciudad se pueden adaptar al funcionamiento de la planta,
ya sea en su totalidad o parcialmente.
1.7.1. Características de la IDAS
Producción de agua salina .........................................................165.000 m
3
/d´<>ıa
Salinidad de entrada .............................................................. 0,87 a 6,47 gr/l
Energía consumida de la red ............................................ 119,2 a 196,8 MW h/d´<>ıa
Energía generada en la planta .............................................. Hasta 25,6 MW h/d´<>ıa
Consumo energético ......................................................... 0,72 - 1,19 KW h/m
3
Etapas .............................................................................................. 2
n
o
de tubos de presión ........................................................................1.200
n
o
de membranas .............................................................................8.400
Presión máxima de operación ......................................................... 23,9 kg/cm
2
Universidad de Málaga 49

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
Figura 1.45: Instalación Desaladora
1.7.1.1. Bastidores de ósmosis inversa
n
o
de bastidores .................................................................................. 12
Producción nominal por bastidor ...................................................13.750 m
3
/d´<>ıa
Tipo de membrana ..........................................................................Espiral
n
o
tubos de presión por bastidor ...............................................................100
• n
o
de tubos de la primera etapa del bastidor ............................................... 68
• n
o
de tubos de la segunda etapa del bastidor ............................................... 32
n
o
de membranas por bastidor .................................................................700
• n
o
de membranas en la primera etapa por bastidor ....................................... 476
• n
o
de membranas en la segunda etapa por bastidor ...................................... 224
Conversión de operación ...................................................................... 80 %
• Conversión en primera etapa ............................................................ 57, 0 %
• Conversión en segunda etapa ........................................................... 54, 4 %
1.8. Descripción de los equipos de este estudio
Debido a la complejidad y diversidad de las instalaciones (mecánicas, eléctricas, neumáticas,
hidráulicas, automáticas...etc) que componen la IDAS, el objetivo de estudio de este proyecto se cen-
trará en las instalaciones de bombeo y recuperación de energía ya que son las más representativas,
por su importancia en el proceso, por los costes que llevan asociados. En la Figura 1.46(página 51)
se puede ver el esquema de dicha instalación. Estos son:
Universidad de Málaga 50

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
1. Bombas de agua<> ﬁltrada
2. Bombas de alta presión
3. Bombas Booster
4. Turbo-Alternador (Turbina Pelton)
Figura 1.46: Esquema IDAS
1.8.1. Características técnicas de los equipos de estudio
1.8.1.1. Bomba de agua<> ﬁltrada
Fabricante: ............................................................................ FLOWSERVE
Tipo de bomba:................................................................cámara partida axial
Modelo: ....................................................................................... 8LN-18
Ejecución:.................................................................................Horizontal
N
o
etapas: ........................................................................................... 1
Tipo de rodete / Soportado: ................................... Doble aspiración / entre cojinetes
Peso de la Bomba (aprox):.....................................................3.000kg (con motor)
N
o
de bombas: .................................................................................. 12+1
Fluido manejado: ...................................................................... agua salobre
Temperatura: .............................................................................. ambiente
Densidad relativa: .................................................................................. 1
Universidad de Málaga 51

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
Figura 1.47: Bomba de agua<> ﬁltrada
Caudal nominal: ............................................................................ 717m
3
/h
Presión diferencial: ........................................................................ 5,7kg/cm
2
Presión de aspiración: ...................................................................... 0kg/cm
2
Presión diferencial: ........................................................................ 5,7kg/cm
2
Altura diferencial: ........................................................................... 57m.c.a.
Velocidad:....................................................................................1480rpm
Rendimiento: ....................................................................................86 %
Potencia absorbida:............................................................................130kw
NPSHR a caudal nominal:....................................................................3m.c.a.
Tipo de cojinetes / lubricación:......................................................Bolas / Grasa
1.8.1.2. Motor de accionamiento bomba de agua<> ﬁltrada
Fabricante: .............................................................. ABB, tipo M2CA 315 MB4
Velocidad de sincronismo: .................................................................. 1500rpm
Velocidad a plena carga: .................................................................... 1486rpm
Tensión de alimentación:.......................................................................690V
Accionamiento:...............................................................................Directo
Rendimiento y cos<> ϕ:......................................................................96 % y 0, 86
Forma constructiva: ............................................................................. B-3
Tipo de protección: .............................................................................IP 55
Potencia nominal: ............................................................................. 160kw
Universidad de Málaga 52

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
1.8.1.3. Bomba de alta presión
Figura 1.48: Bomba de alta presión
Fabricante: ............................................................................ FLOWSERVE
Modelo: .............................................................................. 10/12 LPLD18
N
o
de bombas: .................................................................................. 12+1
Ejecución:.................................................................................Horizontal
N
o
etapas: ........................................................................................... 1
Fluido:..................................................................................aguasalobre
Caudal: ...................................................................................... 717m
3
/h
Presión: ........................................................................... 4,8<> − 23,6 kg/cm
2
Velocidad: ........................................................................... 1682<> − 2763rpm
NPSHR a caudal nominal: ................................................................. 7,4 m.c.a.
Potencia absorbida: ................................................................... 116<> − 574 kw
Potencia instalada:............................................................................640 kw
Rendimiento: ..........................................................................80,7<> − 84,5 %
Peso de la Bomba: ........................................................................... 2160kg
Tipo de cojinetes / lubricación:......................................................Bolas / Grasa
Cierre: ...................................................................................... mecánico
Cuerpo:..................................................................................AISI- 316 L
Impulsor:................................................................................AISI- 316 L
Eje: ........................................................................................ AISI - 316
Universidad de Málaga 53

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
1.8.1.4. Motor de accionamiento bomba de alta presión
Fabricante: ................................................................ ABB, tipo HXR 450 LG2
Velocidad de sincronismo: .................................................................. 3000rpm
Velocidad a plena carga: .................................................................... 2986rpm
Tensión de alimentación:.......................................................................690V
Frecuencia: ..................................................................................... 50Hz
Accionamiento: .................................................. Mediante variador de frecuencias
Rendimiento y cos<> ϕ: .................................................................... 95,7 % y 0,91
Forma constructiva: ............................................................................. B-3
Tipo de protección: ................................................................... IP 55/Clase F
Potencia nominal: ............................................................................. 680kw
1.8.1.5. Bomba Booster
Figura 1.49: Bomba Booster
Fabricante: ............................................................................ FLOWSERVE
Modelo:....................................................................................6HPX 10A
N
o
de bombas: ................................................................................. 12+1
Ejecución:.................................................................................Horizontal
Fluido:...................................................................agua rechazo 1
a
etapa O.I.
Caudal: .............................................................................. 297<> − 355 m
3
/h
Altura: ............................................................................... 50a 115m.c.a.
Velocidad: .......................................................................... 2626<> − 3508 rpm
Universidad de Málaga 54

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
NPSHR a caudal nominal: ................................................................... 7 m.c.a.
Potencia absorbida: .................................................................... 61<> − 120 kw
Potencia instalada:............................................................................160 kw
Rendimiento: ..........................................................................79,5<> − 81,4 %
Peso de la Bomba: ........................................................................... 1660kg
Cierre: ...................................................................................... mecánico
Cuerpo:..................................................................................AISI- 316 L
Impulsor:................................................................................AISI- 316 L
Eje: ........................................................................................ AISI - 316
Tipo de cojinetes / lubricación:......................................................Bolas / Grasa
1.8.1.6. Motor de accionamiento bomba Booster
Fabricante: ............................................................. ABB, tipo M2CA 315 MB 2
Velocidad de sincronismo: .................................................................. 3000rpm
Velocidad a plena carga: .................................................................... 2981rpm
Tensión de alimentación:.......................................................................690V
Frecuencia: ..................................................................................... 50Hz
Accionamiento: .................................................. Mediante variador de frecuencias
Rendimiento y cos<> ϕ: .................................................................... 96,1 % y 0,89
Forma constructiva: ............................................................................. B-3
Tipo de protección: ................................................................... IP 55/Clase F
Potencia nominal: ............................................................................. 160kw
1.8.1.7. Turbina PELTON
Fabricante: .................................................................................CALDER
Modelo: ................................................................... BRO - 570/810 - 150- 4
N
o
de turbinas: .....................................................................................2
Fluido:...................................................................agua rechazo 1
a
etapa O.I.
Caudal entrada: ............................................................................ 864 m
3
/h
Presión de entrada: ................................................................. 7,7 a 31,2kg/cm
2
Velocidad: .................................................................................... 750 rpm
Rendimiento: ............................................................................. 85<> − 89 %
Energía recuperada: .................................................................. 154<> − 600 kw
Diámetro de rueda: .................................................................... 570 / 810 mm
Universidad de Málaga 55

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
Figura 1.50: Turbina Pelton
Cuerpo: ...................................................................................... 1.4435
9
Eje:............................................................................................1.4435
Ruedas Pelton: ...............................................................................1.4435
Cubierta ...................................................................................... 1.4435
1.8.1.8. Generador de la turbina PELTON
Fabricante: ...................................................................................... ABB
Modelo: ................................................................................ HXR456 LNS
Potencia nominal: ............................................................................. 614kw
Tensión de alimentación:.......................................................................690V
Frecuencia: ..................................................................................... 50Hz
Velocidad: ..................................................................................... 750rpm
Tipo de protección: ........................................................................... IP- 65
Aislamiento:..................................................................................ClaseF
Velocidad a plena carga: .................................................................... 2981rpm
Forma constructiva: ............................................................................. B-3
9
1.4435 es la designación de los aceros según norma EN 10088 siendo esta equivalente a un acero AISI 316L.
Universidad de Málaga 56

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
1.8.2. Ubicación y codiﬁcación de los equipos de estudio
En las siguientes tablas se muestra la codiﬁcación utilizada por EMASA para los equipos y
sus posiciones. Siendo esta:
UBIC REAL: Ubicación real, esta corresponde a la del plano de distribución de los equipos.
ÁRBOL MAXIMO: Código de la estructura del árbol utilizado en EMASA en este programa.
N
o
ACTIVO MAXIMO: Identiﬁca el número de activo o equipo en particular.
BOMBA AGUA FILTRADA
UBIC REAL ÁRBOL MAXIMO ACTIVO N
o
ACTIVO MAXIMO
CP-01A DBAF1A BOMBA 4211
MOTOR ELEC 4792
CP-01B DBAF1B BOMBA 4210
MOTOR ELEC 1270
CP-01C DBAF1C BOMBA 4209
MOTOR ELEC 4790
CP-01D DBAF1D BOMBA 4208
MOTOR ELEC 4793
CP-01E DBAF1E BOMBA 4207
MOTOR ELEC 1373
CP-01F DBAF1F BOMBA 4206
MOTOR ELEC 1275
CP-01G DBAF1G BOMBA 4205
MOTOR ELEC 1370
CP-01H DBAF1H BOMBA 4204
MOTOR ELEC 1274
CP-01I DBAF1I BOMBA 4203
MOTOR ELEC 1271
CP-01J DBAF1J BOMBA 4202
MOTOR ELEC 1374
CP-01K DBAF1K BOMBA 4212
MOTOR ELEC 4013
CP-01L DBAF1L BOMBA 4200
MOTOR ELEC 1269
CP-01M DBAF1M BOMBA
MOTOR ELEC
DBAF1R RESERVA
Tabla 1.12: Ubicación y codiﬁcación Bombas de agua<> ﬁltrada
Universidad de Málaga 57

1. Memoria 1.8. Descripción de los equipos de este estudio
BOMBA ALTA PRESIÓN
UBIC REAL ÁRBOL MAXIMO ACTIVO N
o
ACTIVO MAXIMO
CP-02A DOIA1BA BOMBA 4700
MOTOR ELEC 4741
CP-03A DOIA2BA BOMBA 4704
MOTOR ELEC 4291
CP-04A DOIA3BA BOMBA 4705
MOTOR ELEC 4849
CP-05A DOIA4BA BOMBA 4706
MOTOR ELEC 4799
CP-06A DOIA5BA BOMBA 4707
MOTOR ELEC 4844
CP-07A DOIA6BA BOMBA 4708
MOTOR ELEC 4797
CP-02B DOIB1BA BOMBA 4709
MOTOR ELEC 4780
CP-03B DOIB2BA BOMBA 4710
MOTOR ELEC 4846
CP-04B DOIB3BA BOMBA 4711
MOTOR ELEC 4841
CP-05B DOIB4BA BOMBA 4701
MOTOR ELEC 4796
CP-06B DOIB5BA BOMBA 4702
MOTOR ELEC 4843
CP-07B DOIB6BA BOMBA 4703
MOTOR ELEC 4798
Tabla 1.13: Ubicación y codiﬁcación Bombas alta presión
BOMBA BOOSTER
UBIC REAL ÁRBOL MAXIMO ACTIVO N
o
ACTIVO MAXIMO
CP-08A DOIA1BB BOMBA 4712
MOTOR ELEC 4743
CP-09A DOIA2BB BOMBA 4293
MOTOR ELEC 4298
CP-10A DOIA3BB BOMBA 4714
MOTOR ELEC 4781
CP-11A DOIA4BB BOMBA 4715
MOTOR ELEC 4746
CP-12A DOIA5BB BOMBA 4716
MOTOR ELEC 4749
CP-13A DOIA6BB BOMBA 4718
MOTOR ELEC 4795
CP-08B DOIB1BB BOMBA 4713
MOTOR ELEC 4744
CP-09B DOIB2BB BOMBA 4719
MOTOR ELEC 4848
CP-10B DOIB3BB BOMBA 4720
MOTOR ELEC 4847
CP-11B DOIB4BB BOMBA 4721
MOTOR ELEC 4845
CP-12B DOIB5BB BOMBA 4722
MOTOR ELEC 4842
CP-13B DOIB6BB BOMBA 4717
MOTOR ELEC 4840
Tabla 1.14: Ubicación y codiﬁcación Bombas Booster
Universidad de Málaga 58

1. Memoria 1.9. Estudio del mantenimiento correctivo
TURBINA PELTON
UBIC REAL ÁRBOL
MAXIMO
DESCRIPCIÓN N
o
ACTIVO MAXIMO
DRE RECUPERACIÓN DE
ENERGÍA DESALADORA
VT-01A DREA LINEA A
DREAG GENERADOR ASÍN-
CRONO LINEA A
4789
DREAPVA VÁLVULA MOTRIZ A 4784
DREAPVB VÁLVULA MOTRIZ B 4785
DREAPVC VÁLVULA MOTRIZ C 4350
DREAPVD VÁLVULA MOTRIZ D 4351
DRE RECUPERACIÓN DE
ENERGÍA DESALADORA
VT-01B DREB LINEA B
DREBG GENERADOR ASÍN-
CRONO LINEA B
4747
DREBPVA VÁLVULA MOTRIZ A 4745
DREBPVB VÁLVULA MOTRIZ B 4742
DREBPVC VÁLVULA MOTRIZ C 4352
DREBPVD VÁLVULA MOTRIZ D 4353
Tabla 1.15: Ubicación y codiﬁcación Turbina PELTON
1.9. Estudio del mantenimiento correctivo
En este apartado se ha realizado el estudio siguiendo esta secuencia:
1. Se han obtenido unas muestras mediante el software MAXIMO, para un periodo de tiempo
desde 01/01/2006 hasta 31/12/2010 y<> ﬁltrando sólo los PTs correctivos PADRES. En la Ta-
bla 1.16(página 59). aparecen los tamaños de las distintas muestras estudiadas así como su
probabilidad de aparición sobre el total.
PROBABILIDAD DE FALLO SEGÚN INSTALACIÓN
n
o
de fallos en cada instalación.
BAFBAP BB TP TOTAL % FALLOS
Fallos mecánicos,
aprietes, válvulas,
alineación, etc.
67 67 43 39 216 33,18 %
Fugas de agua y lubri-
cante.
34 59 18 1 112 17,20 %
Calibración e instru-
mentación
6 30 27 24 87 13,36 %
Cableado conexiona-
do y comunicaciones.
19 27 26 7 79 12,14 %
Rodamientos, ruidos
y vibraciones.
16 33 24 2 75 11,52 %
Fallos eléctricos, pro-
tección, cuadros, etc.
14 31 10 5 60 9,22 %
Lubricación 6 3 10 0 19 2,92 %
Soldadura 1 1 0 0 2 0,31 %
Temperatura 1 0 0 0 1 0,15 %
Tamaño de la muestra
estudiadas para cada
instalación
164251158 78 651 100 %
Tabla 1.16: Probabilidad de Fallo del conjunto de las instalaciones.
2. Se han representado los fallos por instalación en un diagrama de Pareto como se muestran las
Figuras:1.51(página 60).
se observa que en los distintos diagramas de Pareto los fallos que más aparecen son los
mecánicos y apoyándonos en la teoría de Pareto estos son los causantes o precursores de
los demás.
Universidad de Málaga 59

1. Memoria 1.9. Estudio del mantenimiento correctivo
Figura 1.51: Diagramas de Pareto de las instalaciones.
Universidad de Málaga 60

1. Memoria 1.9. Estudio del mantenimiento correctivo
Figura 1.52: Ratio del costo mano de obra por taller de las instalaciones.
3. Se ha calculado de los datos obtenidos en los diagrama de Pareto las probabilidades de fallo en
función de los números de fallos que han aparecido y se han representado en la Tabla 1.16(pá-
gina 59).
4. Se han representado en un Ratio los costes de mano de obra por talleres ( mecánico, eléctrico
e instrumental) entre el número de PTs que han realizado cada taller, como se muestran las
Figuras:1.52(página 61).
5. El conjunto de Tablas:1.17(página 62), 1.19(página 62), 1.18(página 62), 1.20 (página 63), en
la que se pueden ver los fallos y sus posibles causas.
Universidad de Málaga 61

1. Memoria 1.9. Estudio del mantenimiento correctivo
Cuadro de fallos en Bombas
No eleva líquido
No está cebada bien.
Velocidad de giro anormal.
Excesiva altura de aspiración.
Rodete obstruido.
Gira en sentido inverso.
Caudal
insuﬁciente
Existe entrada de aire por tubería de aspiración.
Insuﬁciente velocidad.
Obstrucción parcial del rodete impulsor.
Anillo de desgaste muy desgastado o rodete desgastado.
Válvula de aspiración obstruida.
Presión
insuﬁciente
Insuﬁciente velocidad.
Aire en el líquido.
Anillo de desgaste muy desgastado o rodete desgastado.
La bomba se
desceba
Entrada por la aspiración.
Entrada por los cierres.
La bomba
sobrecarga al
motor
Excesiva velocidad.
Defectos mecánicos.
La bomba vibra
Mala alineación.
Mal apriete en la bancada.
El rodete está parcialmente destruido por lo que se produce des-
equilibrio.
Eje torcido, rodamientos gastados.
La bomba cavita
Excesiva velocidad.
excesiva altura de aspiración.
Los rodamientos
se calientan
Falta lubricación.
Exceso de lubricación.
Desalineaciones en eje.
Tabla 1.17: Cuadro de fallos de las bombas.
Cuadro de fallos en rodamientos
Rodamientos
sobrecalentados
Lubricación insuﬁciente.
Lubricación excesiva.
Holguras.
Rodamientos precargados, por dilataciones en el eje.
El anillo exterior gira en la carcasa, producido por cargas desequi-
librada en la máquina.
Desalineación angular del eje.
Rodamientos
ruidosos
Lubricación insuﬁciente.
Holguras.
Incrusaciones de materia como restos de pintura de la carcasa,
agua, suciedad.
Rodamientos precargados, por dilataciones en el eje.
Desgaste en los elementos rodantes, zonas planas en los elementos
rodantes.
Elementos rodantes mellados.
Vibración en
rodamientos
Materia extraña está actuando como corrosivo.
Incrusaciones de materia como restos de pintura de la carcasa,
agua, suciedad.
Carga desequilibrada.
Desalineación angular.
Elementos rodantes mellados.
Holguras.
Tabla 1.18: Cuadro de fallos en los rodamientos.
Cuadro de fallos en motores
La máquina no
arranca
Una fase no está bien conectada o se le a fundido el fusible.
El relé de protección de sobreintensidad ha saltado.
El relé de sobrecarga térmica ha saltado. Tiempo de arranque de-
masiado alto.
Comprobar el transformador de alimentación.
El par de carga es demasiado grande.
Alta temperatura
en la máquina
El aire de enfriamiento está demasiado caliente. La temperuatura
ambiente es alta.
El conducto de entrada del aire está obstruido.
Suciedad en el bastidor de la máquina.
Sobrecarga de intensidad.
El ventilador externo no funciona.
El ventilador gira en sentido contrario.
Tabla 1.19: Cuadro de fallos en motores.
Universidad de Málaga 62

1. Memoria 1.10. Estudio del mantenimiento preventivo
Cuadro de fallo en las Turbinas
Fugas de agua a
través de los sellos
Sello desgastado, mal ajustado o desgaste de las juntas tóricas.
La descarga está restringida o obstruida.
Fugas de grasa
desde las cajas de
rodamientos
Grasa iandecuada.
Exceso de grasa.
Sello desgastado, mal ajustado o desgaste de las juntas tóricas.
Rodamientos apretados en exceso o precargados.
Sobre
calentamiento en
rodamientos por
encima de 80
o
C
Falta de grasa.
Grasa iandecuada.
Exceso de grasa.
Rodamiento desgastado.
Rodamientos apretados en exceso o precargados.
Desalineación del eje.
Vibraciones
Rodamientos desgastados.
Daño o desgaste en la caja de la palas de la turbina.
Descarga restringida o obstruida.
Desalineación del eje.
Apoyos en mal estado o falta de apriete en la bancada.
Sobrecarga en el
actuador de la
aguja
El actuador se mueve con demasiada frecuencia calentándose.
Sales depositadas en el sello de la aguja o en la guía de la misma.
Fugas de agua en el
eje de la aguja
Sello del eje de aguja desgastado.
La turbina no
entrega la
potencia nominal
Rodamientos apretados en exceso o precargados.
Daño o desgaste en la caja de la palas de la turbina.
Descarga restringida o obstruida.
Boquilla de la aguja desgastada o dañada.
Rueda de la turbina no alineada con la boquilla de los inyectores.
Baja eﬁciencia del generador eléctrico o dato inexacto.
Baja presión del
agua con la aguja
cerrada
Boquilla o aguja desgastada.
El caudal de entrada a la turbina está por debajo del de diseño.
El inyector mal ajustado.
Alta presión
cuando aguja está
abierta
El caudal de entrada está por encima del de diseño de la turbina.
Mal ajuste del inyector.
Tabla 1.20: Cuadro de fallos en turbinas.
1.10. Estudio del mantenimiento preventivo
En este apartado realizaremos el Plan de Mantenimiento para los cuatros grupos de má-
quinas estudiadas (Bombas de agua<> ﬁltrada, Bombas alta presión, Bombas Booster y Turbinas
Pelton), basándonos en las recomendaciones de los manuales de los fabricantes y las del propio
departamento de mantenimiento.
En las Tablas 1.21(página 63) están las leyendas necesarias para los planes preventivos.
Cualiﬁcación
E Electricista
I Instrumentista
M Mecánicos
TETécnico en diagnóstico predictivo
Periodicidad
S Semanal SM Semestral
QQuincenal A Anual
M Mensual BA Bienal
BBimensual TA Trienal
TTrimestralQA Quinquenal
*
Los tratamientos predictivos no tie-
nen periodicidad, debido a que están
condicionados al funcionamiento del
equipo.
Tabla 1.21: Tablas de las leyendas
Universidad de Málaga 63

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Se recomienda utilizar aceites según las
especificaciones de la norma ISO VG 46. Se aplicará
aceite HIDROBAK TF HLP 46 (con aditivos EP,
antioxidante, anticorrosivos y antiespumante).
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1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
1.11.1. Análisis de vibraciones
1.11.1.1. Control de vibraciones en bombas de agua<> ﬁltrada
Debido al hecho que en las instalaciones BAF aún no están sensorizadas este grupo de equi-
pos se controlan midiendo periódicamente con un vibrómetro portátil Figura 1.53(página 72). Estas
vibraciones se toman en dirección radial vertical, radial horizontal, axial y después se comprueban
con la Tabla ISO 10816 que se encuentra dichos valores en el rango adecuado. A continuación se
muestran a modo de ejemplos los valores que tomé el 30/03/2011.
Figura 1.53: Vibrómetro portátil.
Datos obtenidos de las bombas:
Datos de la bombas
Fecha toma datos: RODAMIENTO LOA RODAMIENTO LA
30/03/2011 HOR VERT AXIALHOR VERT AXIAL
mm/s
CP-01B 5,8 2,9 1,8 3,9 3,2 1,4
CP-01C 1,3 2,9 1,8 2,1 2,4 0,9
CP-01D 2,9 2,4 1,4 3,4 2 1,7
CP-01E 1,4 2 0,8 1,2 1,8 0,9
CP-01I 1,1 2,9 0,8 0,9 2,1 0,8
CP-01J 2,1 2,1 1,4 1,6 2,6 1,2
CP-01L 1,9 2,8 1,1 1,6 1,8 1,3
Tabla 1.22: Vibraciones de las bombas en mm/s
Datos de la bombas
Fecha toma datos: RODAMIENTO LOA RODAMIENTO LA
30/03/2011 HOR VERT AXIALHOR VERT AXIAL
mg
CP-01B - 5,38 - 2,322,64 3,78
CP-01C 2,042,96 3,626,222,32 5,26
CP-01D 0,360,48 0,521,161,16 0,64
CP-01E 0,681,16 1,120,561,24 2,56
CP-01I 0,480,68 0,841,24 0,2 2,72
CP-01J 2,2 0,68 3,2 5,5 2,64 8,38
CP-01L 2,880,72 1,8 0,681,88 1,04
Tabla 1.23: Vibraciones de las bombas en mg
Se aprecia que para la bomba CP-01B Tabla 1.22(página 72) en el rodamiento lado opuesto
al acoplamiento (LOA) en la medida radial horizontal está marcando la fase de prealarma con un
valor de 5, 8mm/s cuando la norma nos dice que para una maquina de esas características debe ser
menor de 4, 5mm/s para que se encuentre en buen estado.
Universidad de Málaga 72

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Datos obtenidos de los motores:
Datos de los motores
Fecha toma datos:RODAMIENTO LOA RODAMIENTO LA
30/03/2011 HOR VERT HOR VERT AXIAL
mm/s
CP-01B 2,6 2,4 2,1 1,9 1,4
CP-01C 1,8 1,8 1,1 0,9 0,8
CP-01D 0,8 1,9 0,9 0,7 0,8
CP-01E 1,3 2,2 0,9 0,8 0,7
CP-01I 1,5 1,4 0,9 0,8 0,7
CP-01J 4,5 2,7 1,7 1,1 1,1
CP-01L 2,4 1,8 0 0,8 0
Tabla 1.24: Vibraciones de los motores en mm/s
Datos de los motores
Fecha toma datos:RODAMIENTO LOA RODAMIENTO LA
30/03/2011 HOR VERT HOR VERT AXIAL
mg
CP-01B - - - - -
CP-01C - - 0,52 1,8 0,4
CP-01D - - 0,8 0,84 -
CP-01E - - 0,680,88 -
CP-01I - - 2,081,68 0,56
CP-01J - - 0,76 0,8 1,24
CP-01L - - 1,081,04 0,56
Tabla 1.25: Vibraciones de los motores en mg
Se aprecia que para el motor CP-01J Tabla 1.24(página 73) en el rodamiento lado opuesto
al acoplamiento (LOA) en la medida radial horizontal está marcando la fase de prealarma con un
valor de 4, 5mm/s cuando la norma nos dice que para una maquina de esas características debe ser
menor de 4, 5mm/s para que se encuentre en buen estado.
1.11.1.2. Control de las vibraciones para el resto de instalaciones
En las demás instalaciones (bombas de alta, bombas Booster y turbinas Pelton) las vibra-
ciones son controladas en tiempo real mediante la sensorización on-line de los equipos, en estos
casos los niveles de prealarma y alarma se detectan en el ordenador.
A continuación describiremos la forma de trabajar con este sistema on-line y para ello uti-
lizaremos dos ejemplos reales. El primero de como se detectó precozmente un fallo en la pista
interna de un rodamiento y el segundo el aumento brusco de las vibraciones debido a un cambio
de acoplamiento motor-bomba.
1. Este se realizó para veriﬁcar el buen funcionamiento del equipo de control de vibraciones, en
este caso se cambió el rodamiento de una bomba a pesar de no llegar al nivel de prealarma,
pero como se puede ver en la Figura 1.56(página 74) ya se aprecia un pequeño desgaste en la
pista interna del rodamiento.
Una vez puesto en marcha el equipo de control, establecemos los niveles de prealarma y
alarma según norma ISO 10816 para ello antes tenemos que establecer un nivel frecuen-
cia natural o de referencia (fn) del equipo. Como podemos ver en la Figuras 1.54(página 74)
se observa que el espectro de la envolvente de la vibración H-FFT se encuentra a un nivel
bajo, del entorno de los 10mg.
En las Figura 1.55(página 74) podemos ver como ha subido las vibraciones aunque todavía
no están en prealarma, pero se puede apreciar como ya en el espectro de la envolvente de
la vibración H-FFT aparece un defecto claro en la pista interior.
Por último se muestra en la Figura 1.56(página 74) la pista interior con un defecto en su
fase incipiente producido por el desgaste debido a un contacto metal-metal.
Universidad de Málaga 73

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Figura 1.54: Espectro y niveles de vibración de un rodamiento en buen estado.
Figura 1.55: Espectro y niveles de vibración de un rodamiento con un defecto.
Figura 1.56: Defecto producido en la pista interior del rodamiento.
Universidad de Málaga 74

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
2. Este se produjo debido a que las bombas Booster tienen los acoplamientos motor-bomba rígi-
dos Figura 1.57(página 75) y a través de ellos se transmiten fuerzas que son muy perjudiciales
si no se controlan ya que si existe una mala alineación o desequilibro estos producen vibra-
ciones que dañan al<> ﬁnal tanto al motor como a la bomba. Para prevenir esto se decide probar
un nuevo acoplamiento semirrígido, se contrata a una empresa externa para que lo diseñe.
Figura 1.57: Impulsor, caja de rodamiento y acoplamiento rígido Bomba Booster.
Una vez obtenido el nuevo acoplamiento semirrígido se montó y se comprobó que se encontraba
bien alineado. En la Figura 1.58(página 75).
Figura 1.58: Acoplamiento semirrígido Bomba Booster.
A continuación se puso en marchar el bastidor para comprobar el funcionamiento del acopla-
miento y se obtuvieron los siguientes niveles de vibraciones Figura 1.59(página 75), hubo que
parar el bastidor de repente debido a las altas fuerzas de inercia que producen esos niveles
de vibración y volver a montar el acoplamiento rígido mientras se rediseña el acoplamiento
semirrígido.
Figura 1.59: Niveles de vibraciones del acoplamiento semirrígido.
Universidad de Málaga 75

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
1.11.1.3. Cálculo estadístico de los niveles de seguridad
En esta sección hemos calcula los niveles de prealarma y de alarma de forma estadística
para comprobar si los niveles actuales<> ﬁjados según los valores de la norma ISO-10816 están
ajustados a las instalaciones.
Estos cálculos se han realizado con los datos de un equipo para cada grupo. Estos han sido:
Grupo de Bombas de Alta Presión: se obtiene de los datos de la bomba CP-02A para un periodo
de tiempo desde el 12/01/2011 - 11/03/2011.
Grupo de Bombas Booster: se obtiene de los datos de la bomba CP-13A para un periodo de
tiempo desde el 22/08/2010 - 11/03/2011.
Grupo de Turbinas Pelton: se obtiene de los datos de la turbina VT-01A para un periodo de
tiempo desde el 29/09/2010 - 11/03/2011.
Para dichos cálculos hemos tomado las ecuaciones para distribuciones normales asimé-
tricas ya que estas instalaciones no se encuentran funcionando las 24 horas así que durante los
momentos que están parada los sensores de vibraciones están registrando valores y es debido a las
vibraciones que transmite la tubería de abastecimiento a la bomba mediante la brida, se midió con
el vibrómetro marcando una vibración de 0, 7mm/s.
Se ha descartado para estos cálculos todos valores de vibraciones menores de 0, 5mm/s.
Nivel
P realarma= moda + 2σ
∼
=90 % probabilidad (1.22)
Nivel
Alarma= moda + 4σ
∼
=99 % probabilidad (1.23)
Bomba Alta Presión
SEGÚN ISO 10816 ESTADÍSTICA
PrealarmaAlarmaPrealarma Alarma
Desq (mm/s)
4,5 7,1 2,17 3,75
RMS (mm/s)
Rod LA (mg)
250 400 174,5 331,43
Rod LOA (mg)
Tabla 1.26: Niveles de severidad Bomba Alta Presión.
Bomba Booster
SEGÚN ISO 10816 ESTADÍSTICA
PrealarmaAlarmaPrealarma Alarma
Desq (mm/s)
2,8 4,5 2,42 3,94
RMS (mm/s)
Rod LA (mg)
150 350 44,79 66,05
Rod LOA (mg)
Rod 2 (mg)
Rod 3 (mg)
Tabla 1.27: Niveles de severidad Bomba Booster.
De las Tablas 1.26, 1.27, 1.28 se aprecia que para las tres instalaciones calculadas se puede
bajar los niveles de prealarma y alarma excepto para los rodamientos de la bomba Booster (Rod LA,
Rod LOA, Rod 2, Rod 3) ya que para el periodo de tiempo estudiado los valores que arroja no son
Universidad de Málaga 76

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Turbina Pelton
SEGÚN ISO 10816 ESTADÍSTICA
PrealarmaAlarmaPrealarma Alarma
Desq (mm/s)
4,5 7,1 3,16 5,32
RMS (mm/s)
Rod LA (mg)
250 400 137,89 239,95
Rod LOA (mg)
Tabla 1.28: Niveles de severidad Turbina Pelton.
signiﬁcativos porque durante ese tiempo las bombas han trabajado en niveles de vibraciones bajos
sin producirse ningún fallo esto conlleva que las desviaciones obtenidas sean pequeñas.
1.11.2. Análisis de aceites
En esta sección hemos realizado un estudio de los datos de los análisis de aceite realizado
hasta la fecha.
Análisis 1<> → 20/04/09
Análisis 2<> → 20/08/09
Análisis 3<> → 23/06/10
Estos han sido realizado a el aceite de las bombas de alta presión y las bombas Booster.
En las bombas de alta presión se han hecho en el lado del acoplamiento y en el lado opuesto al
acoplamiento ya que existen dos carte uno en cada apoyo y en las bombas Booster sólo un análisis
por bomba ya que cada bomba sólo tiene un carte.
Estos análisis son realizado por una empresa externa especializada.
Bombas de alta presión<> →Aceite HIDROBAK TF HLP 46
• CP02A-LA
10
, ... CP07B-LA.
• CP02A-LOA
11
, ... CP07B-LOA.
Bombas Booster<> →Aceite HIDROBAK TF HLP 32
• CP08A
12
, ... CP13B.
1.11.2.1. Estudio de la viscosidad
Un aceite se considera degradado y sin capacidad para realizar su función cuando su visco-
sidad a variado por encima del rango ±20 %.
Recordemos de la teoría que la viscosidad de un aceite puede disminuir por contaminación
con el combustible (motores térmicos), mezcla con condensables del gas comprimido (compresores
10
CP02A-LA: Bomba de alta presión, linea A, Bastidor 1, Lado Acoplamiento.
11
CP02A-LOA: Bomba de alta presión, linea A, Bastidor 1, Lado Opuesto al Acoplamiento.
12
CP08A: Bomba Booster, linea A, Bastidor 1.
Universidad de Málaga 77

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
de gas combustible), contaminación con otro aceite menos viscoso, etc. Esta puede aumentar nor-
malmente por oxidación del aceite, que da lugar a la formación de productos de descomposición
más viscosos, partículas carbonosas y otros contaminantes. Ello puede ocurrir por contaminación
tanto interna como externa, tanto de partículas sólidas como agua.
En la siguiente Figura 1.60(página 78) se ve que los datos de los análisis de la viscosidad
y del TAN de los aceites de las bombas de alta presión se encuentran todos dentro de sus límites
admisibles.
Figura 1.60: Umbrales de viscosidad y de TAN para BAP.
Como se puede apreciar en la Figura 1.61(página 79) se aprecia que en la bomba Booster
CP10B su viscosidad aumentó por encima del valor umbral de 38, 4 cSt a 40
o
C de la viscosidad con la
repercusión que tiene eso para garantizar la lubricación adecuada del equipo. Dicho aceite debería
haber sido cambiando cuando su viscosidad llegase a 38, 4 cSt a 40
o
C. Ese aumento de la viscosidad
fue debido a la oxidación que se produce con el uso que en este caso se vio acompañado de un
aumento de partículas de Hierro y de Silicio Figura 1.62(página 82) siendo esta última síntoma de
contaminación por suciedad.
Hay que decir que el interés principal de garantizar esos parámetro en el lubricante no es
para optimizar los periodos de lubricación sino para asegurar el buen estado de los rodamientos ya
que una mala lubricación produce contacto metal-metal desgastándolos, con el coste asociado que
eso conlleva.
Universidad de Málaga 78

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
1.11.2.2. Estudio del TAN
Un aceite se considera degradado y sin capacidad para realizar su función cuando el TAN se
haya incrementado por encima del 50 % de su valor inicial (valor inicial es el que presenta un aceite
sin usar).
Este valor nos da información sobre la contaminación y estado de degradación en el que se
encuentra el aceite. El aumento del TAN está asociado a la oxidación y a la contaminación.
En la Figura 1.61(página 79) se corrobora que el aumento de la viscosidad producido en la
bomba Booster de la Figura 1.60(página 78) también se maniﬁesta con un aumento del TAN por
encima de su límite permitido, este aumento es producido por la oxidación del aceite con el tiempo.
Figura 1.61: Umbrales de viscosidad y de TAN para BB.
1.11.2.3. Estudio de las partículas en suspensión
En este apartado mostraremos las partículas que se detectan con los análisis de aceites. A
continuación mostraremos la evolución de las partículas en ppm (partes por millón).
En las Figuras 1.62 (páginas 82) se observa como el aumento de la viscosidad y el de su
degradación afectan a la lubricación negativamente y prueba de esto es el aumento en el número
de partículas suspendidas en el aceite indicándonos esto que se está produciendo contacto metal-
metal ya que para que aumente el número de partículas suele deberse a abrasión entre metales.
Universidad de Málaga 79

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Se puede ver como coincide un aumento de las partículas de Hierro, Silicio y Fósforo en la
bomba Booster CP10B, siendo el Hierro y el Silicio componentes importantes en las propiedades
del acero de los rodamientos, aunque el Silicio también aumenta debido a la suciedad por contami-
nantes exteriores (polvo suspendido en el aire).
Hay que resaltar el aumento de Fósforo ya que este es un aditivo EP (aditivos de Extrema
Presión) del aceite. Estos reaccionan con la super<>ﬁcie del metal cuando se producen condiciones de
extrema fricción, creándose una película protectora que evita el daño entre super<>ﬁcies. Se observa
que en la bomba Booster CP10B se produjo un aumento del mismo, esto nos dice que hubo contacto
metal-metal se creó la película protectora y debido a los altos esfuerzos llegó al punto de producirse
la abrasión, registrándose en los análisis niveles altos de Fósforo.
Universidad de Málaga 80

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Universidad de Málaga 81

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Figura 1.62: Estudio de las particulas del aceite.
1.11.3. Estudio de las temperaturas de los rodamientos y fases
Hemos representado la evolución histórica de las temperaturas de las cajas de rodamiento
y de las fases de las bombas de alta presión que son las que tienen instalados los sensores Pt-100
Figura 1.63(página 83).
En la representación de las temperaturas de la Figura 1.63 se aprecia como varían las
tendencias de los registro de temperatura (todas van en la misma dirección) y eso es debido a que
desde noviembre de 2005 hasta principio del 2009 estuvo vigente el Decreto de sequía por el cual el
agua era más salobre y no apta para el riego así que este agua se mandaba a tratar a la desaladora,
al ser más salobre los requerimientos de presión para conseguir la ósmosis eran más elevados.
Para conseguir esas presiones había que subir la carga de los motores subiendo igualmente la
temperatura de las fases y de las cajas de rodamientos ya que el eje iba a más revolucionado.
También se aprecia que la temperatura del lado del acoplamiento suele ser entre 5 y 15
grados mayor que la del lado opuesto esto es debido a que cualquier pequeño desajuste por muy
leve que sea sale reﬂejado y porque en las zonas de unión suelen ser los puntos más delicados. Lo
importante es que todas se encuentran en el rango aceptable de temperatura que recomienda el
fabricante y aparece reﬂejado en la tabla 1.11(página 42).
En la bomba Booster CP04B se puede ver que hubo fallos de registro de las Pt-100 del lado
del acoplamiento y de la fase U del motor durante el año 2008.
Universidad de Málaga 82

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Figura 1.63: Estudio de las temperaturas del rodamiento y de las fases BAP.
Universidad de Málaga 83

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
1.11.4. Termografía
La aplicación de esta técnica a las instalaciones estudiadas no es muy amplia pero si se
utiliza en un caso particular para la instalación de bombas de agua<> ﬁltrada Figura 1.64(páginas 84)
debido a su situación y a sus cerramiento exteriores hacen que la temperatura ambiente pueda lle-
gar a ser un impedimento para el buen funcionamiento de estas instalaciones. En la Tabla 1.29(pá-
ginas 84) aparecen las temperatura del cuerpo de los motores como temperatura central y como
temperatura umbral máxima de trabajo 80
o
C.
Figura 1.64: Instalaciones de las bombas de agua<> ﬁltrada.
BOMBA
AGUA
FILTRADA
TEMP PRO-
MEDIO
IMAGEN(
o
C)
TEMP PUNTO
CENTRAL (
o
C)
UMBRAL LÍ-
MITE (
o
C)
ESTADO
A 36,3 55,2 80 MARCHA
B 35,6 52,0 80 MARCHA
C 38,5 60,9 80 MARCHA
D 37,5 66,0 80 MARCHA
E 37,6 64,5 80 MARCHA
F 37,0 46,4 80 MARCHA
G 26,3 26,8 80 PARADA
H 37,9 62,2 80 MARCHA
I 37,9 71,5 80 MARCHA
J 35,5 64,1 80 MARCHA
K 30,6 43,0 80 MARCHA
L 29,4 27,6 80
ARRANQUE O
PARADA
Tabla 1.29: Temperaturas obtenidas mediante termografía.
En estas instalaciones se da un fenómeno de sobrecalentamiento del ambiente especial-
mente indicado durante el verano ya que los cerramientos de la nave que la contiene son de vidrio
produciéndose un efecto invernadero sobre este grupo de equipo esto acompañado de un mal di-
seño del sistema de ventilación forzada produce un aumento de la temperatura considerable sobre
los cuerpos de las bombas y un deterioro más rápido de la grasa lubricante.
Esto puede degenerar en:
Altas temperatura en el interior de los motores pudiendo llegar a quemar los barnices de los
bobinados con el alto riesgo y coste que eso puede tener.
Altas temperaturas en las cajas de rodamientos ya que el lubricante no tiene la misma capaci-
dad de refrigerar ni de lubricar a esas temperatura pudiendo provocar la aparición de defectos
en los rodamientos debido a un desgaste más acelerado.
A continuación en la Figura 1.65(páginas 85) mostraremos la serie de termografía realizadas
al grupo de bombas en cuestión.
Universidad de Málaga 84

1. Memoria 1.11. Estudio del mantenimiento predictivo
Figura 1.65: Termografía de las Bombas de Agua Filtrada.
Universidad de Málaga 85

1. Memoria 1.12. Conclusiones y propuesta de mejora
1.12. Conclusiones y propuesta de mejora
Derivado de las conclusiones y datos calculados a continuación marcaremos los puntos que
podrían mejorar el funcionamiento de la instalación.
Ajuste de los niveles de prealarma y alarma en el análisis de vibraciones: Aprovechando
que las máquinas se encuentran sensorizadas es mejor adaptar los niveles de aviso de vibra-
ción en función del equipo y de las características concretas de su servicio. Como se ha visto
en el aparto de análisis de vibraciones mediante cálculos estadísticos se ha demostrado que los
niveles propuestos a través de la tabla ISO 10816 están bastante por encima que los obtenidos
en los cálculos sobre los valores medidos en los equipos, Tablas 1.26, 1.27 y 1.28.
De estos mismos valores analizados se puede observar que los niveles de vibración son en
general bajos por lo que es muy recomendable bajar los niveles de prealarma y alarma con
objeto de lograr una mejor protección de los equipos.
Aunque en algunos niveles la diferencia de magnitud no sea muy elevada hay que recordar
que la formación y el crecimiento de un fallo sigue un desarrollo exponencial debido a esto el
mantenimiento predictivo es clave para disponer de más tiempo en la planiﬁcación y realizar
una corrección más temprana que evite daños.
Como se ha visto en el estudio del mantenimiento correctivo y siguiendo lo que nos dice la ley
Pareto (el 20 % de los fallos son causantes del 80 % restante) se ve en todas las distribuciones
de fallos que ese 20 % son fallos mecánicos y estos a su vez son bien detectados mediante el
estudio del espectro de vibraciones.
Esta valoración es desde el punto de vista del mantenimiento pero hay que comentar también
que es buena desde el punto de vista de los costes económicos ya que el ajustar los parámetros
a la máquina hace que se detecte el fallo a tiempo pudiendo evitar deterioros excesivos de
piezas no fungibles, de esta forma se le hace el mantenimiento a la máquina cuando lo necesita
y no de forma periódica.
Lubricación Aceites: Como mejora en la lubricación se pretende que se renueve el lubricante
cuando este haya perdido su funcionalidad y no a intervalos regulares como se viene haciendo
hasta ahora, puesto que una máquina por el hecho de tener aceite en el carter no quiere decir
que este esté en buenas condiciones para hacer la función del lubricante.
Para conseguir lo expuesto en el párrafo anterior habrá que modiﬁcar el proceso de renovación
del aceite añadiéndole a este una medida de la degradación en el momento que se está purgan-
do y anotarlo en el PTs (también habrá que crear el PT en MAXIMO para que sea una operación
de obligado cumplimiento por el operador) para tener un histórico y poder ver con el tiempo
como varía e ir ajustando esos periodos al funcionamiento de máquina. Esto lo realizaremos
con un medidor del estado del aceite como el (TMeH1 de SKF) Figura 1.66(página 86).
Figura 1.66: Analizador del estado del aceite.
Este medidor nos indica los cambios en el estado del aceite debido a:
Universidad de Málaga 86

1. Memoria 1.13. Evolución y tendencia del mantenimiento
• Contenido de agua.
• Contaminación por carburante.
• Contenidos metálicos.
• Oxidación.
El medidor del estado del aceite detecta y mide la constante dieléctrica de un aceite. Mediante
la comparación de las mediciones obtenidas con un mismo aceite (misma marca y caracterís-
ticas) nuevo y usado, el analizador del estado del aceite es capaz de determinar el grado de
cambio sufrido por la constante dieléctrica del aceite. Este cambio dieléctrico está directamente
relacionado con la degradación y el nivel de contaminación del aceite.
Con este medidor no obtenemos valores concretos de los parámetros sino en una escala del
1 a 100 de la degradación y unas franjas (verde, amarilla y roja) que nos indican el estado.
Si quisiéramos hacer un control más exhaustivo habría que comprar un viscosímetro que no
supone un coste (precio medio de mercado 2000 - 3000e) y realizaríamos la misma operación
pero basándonos en un parámetro concreto y de vital importancia la viscosidad.
Con este proceso no tendrá un gran ahorro en lo que a aceite se reﬁere pero si se tendrá
garantizado la lubricación en el mejor estado y el ahorro real será el obtenido evitando el
deterioro de los equipos.
Lubricación Grasas: Se recomienda que al igual que a los aceites a las grasas se le haga
un seguimiento, para ello se recomienda la compra de un equipo portátil para el análisis de
grasas en campo como puede ser el SKF TKGT 1 con el que podemos tener una idea de
como se encuentra la consistencia de la grasa y el estado de contaminación de una forma
rápida sin tener que enviar muestras a laboratorios especializados. Con esto conseguiremos
tener un histórico de grasas y saber si nuestra grasa está trabajando con las propiedades
óptimas. Al igual que los aceites estas pruebas deben incluirse dentro de los PTs de cambio de
lubricante para que sea de obligado cumplimiento. En el Anexo 1(página 153) se puede ver las
características técnicas del equipo recomendado. Este análisis de la grasa se debe hacer sólo
cuando se le cambie la grasa y no para los PTs de reengrase.
Se recomienda aumentar la frecuencia de lubricación de las bombas de agua<> ﬁltrada al doble
durante los meses de Junio, Julio y Agosto como medida preventiva ya que el aumento de la
temperatura ambiente produce un aumento proporcional en la temperatura de los rodamien-
tos.
Temperatura: Se recomienda mejorar el seguimiento y monitorización de temperaturas. Revi-
sando los niveles de alarma de estas al igual que hemos propuesto con las vibraciones.
Se recomienda la revisión de la ventilación en la instalación de las bombas de agua<> ﬁltrada
para poder garantizar la correcta refrigeración de los motores evitando su degradación por
funcionamiento a temperaturas elevadas.
De estas conclusiones y propuestas que hemos realizado se puede apreciar la relevancia del
seguimiento de las vibraciones, lubricación y temperatura en el mantenimiento predictivo de los
equipos.
1.13. Evolución y tendencia del mantenimiento
Analizando la Figura 1.67(páginas 88) se pueden observar los siguientes puntos.
La tendencia durante los cuatro primeros años de funcionamiento fue creciente tanto en horas
como en costes, siendo muy signiﬁcativo el mantenimiento correctivo.
Universidad de Málaga 87

1. Memoria 1.13. Evolución y tendencia del mantenimiento
Esto se debió en primera instancia a la puesta en marcha y rodaje durante el llamado “periodo
infantil” de la instalación por eso se aprecia el salto tan brusco del año 2005 al 2006. Además
estos años fueron de sequía y la instalación funcionaba a pleno rendimiento. Esta situación
se prolongó hasta<> ﬁnales de 2008. Eso justiﬁca que hubiese esa tendencia alcista ya que el
agua a tratar en planta era más salina y requería mayores presiones y por lo tanto mayores
esfuerzos en las máquinas y altos consumos.
Durante los tres últimos años se ve una reducción clara de los costes y de las horas de man-
tenimiento correctivo siendo esto un buen indicador de la mejora obtenidas mediante un ade-
cuado mantenimiento.
Se observa que durante los tres últimos años el mantenimiento preventivo a disminuido un
poco (reducción del número de Partes de Trabajo) y muestra que hay un ligero aumento del
mantenimiento modiﬁcativo debido a las mejoras realizadas en las instalaciones.
Sería de todas formas recomendable como objetivo la reducción porcentual del mantenimiento
correctivo.
Figura 1.67: Tendencia actual del mantenimiento.
En la Figura 1.68 se ve como dato signiﬁcativo como en el año 2010 el mantenimiento
correctivo ha bajado casi un 7,23 % siendo este 824 horas menos.
Figura 1.68: Porcentaje de horas por tipo de mantenimiento.
Universidad de Málaga 88

1. Memoria 1.13. Evolución y tendencia del mantenimiento
Figura 1.69: Porcentaje de horas por taller.
En la Figura 1.69 se corrobora las conclusiones obtenidas de los diagramas de Pareto. La
gran mayoría de fallos son mecánicos y estos son precursores de los demás con mucha frecuencia.
En este gráﬁco se ve como el taller mecánico es el que ocupa con diferencia el mayor porcentaje de
horas de intervención.
En la Figura 1.70(páginas 89) se observa como el coste por hora ha bajado un poco del
año 2009 frente al 2010 mientras que el coste de mantenimiento ha bajado en 52.526e un ahorro
considerable aproximado del 12,5 % sobre el coste del año anterior.
Figura 1.70: Evolución Ratio euro/hora.
Universidad de Málaga 89

1. Memoria 1.14. Normativa Considerada
1.14. Normativa Considerada
AFNOR (NF X 60-010)
Esta norma trata sobre los tipos de mantenimientos existentes así como de la terminología.
EN-13306
Esta norma trata sobre la clasiﬁcación y la terminología del mantenimiento.
EN-13460
Esta norma trata sobre los “Documentos del Mantenimiento” y se reﬁere a los documentos a
entregar por el suministrador del equipo, estos engloban tanto los manuales técnicos como las ac-
ciones a realizar para el buen funcionamiento y mantenimiento. Dentro de esta podemos consultar
los apartados:
5.1. Datos técnicos: Donde se incluirán las especiﬁcaciones de fabricación, con todas sus
características técnicas.
5.2. Manuales de operación: Donde se reﬂejarán las instrucciones técnicas, especiﬁcaciones
y condiciones de seguridad.
5.3. Manuales de Mantenimiento: Este punto trata sobre las instrucciones técnicas a realizar
como operaciones de mantenimiento.
ISO 2372
Esta norma trata sobre el análisis de vibraciones y es de utilidad para comenzar con esta
técnica.
ISO 10816-6
Esta norma trata sobre el análisis de vibraciones y en particular nos permite establecer
límites de vibraciones para máquinas.
ASTM D-445
Determinación de la viscosidad cinemática de los aceites.
Universidad de Málaga 90

1. Memoria 1.14. Normativa Considerada
ASTM D-217
Establece la clasiﬁcación de las grasas en función de su consistencia basándose para ello
en el Ensayo de Penetración.
ISO 3448
Determinación de la viscosidad de los aceites.
ASTM D-943 y ASTM D-974
Determinación del número de acidez total (TAN) y del número de base total (TBN).
ASTM D-5185-05
Se utiliza para la determinación de forma rápida y precisa de las concentraciones expresadas
en partes por millón (ppm) de los diferentes elementos presentes en el aceite, ya sea en de forma de
aditivos, partículas de desgaste metálicas o de contaminantes diversos.
Universidad de Málaga 91

Bibliografía
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mo humano ,Informe Estudios y Investigación 2009, MINISTERIO DE SANIDAD Y POLÍTICA
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[2] GONZÁLEZ FERNÁNDEZ, F. J.: Teoría y Práctica del Mantenimiento Industrial Avanzado.,
3
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edición, FC EDITORIAL, Madrid, 2009.
[3] REY SACRISTÁN, F.: Manual del Mantenimiento Integral en la Empresa., FC EDITORIAL,
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[4] TRUJILLO ARRIBAS, M. C.: Análisis de vibraciones en auxiliares Motores de Combustión
Interna Alternativa, PROYECTO FINAL DE CARRERA, Universidad de zaragoza, 2010.
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ventivo, Sevilla, Septiembre 2.007.
[6] GARCÍA GARRIDO, S.: Organización y Gestión Integral de Mantenimiento., Ediciones Díaz
de Santo, Madrid, 2.004.
[7] GARCÍA GARRIDO, S.: MANTENIMIENTO SISTEMÁTICO. Técnicas avanzadas de gestión
del mantenimiento en la industria., Volumen 1, Editorial RENOVETEC, 2.009.
[8] GARCÍA GARRIDO, S.: PARADAS PROGRAMADAS Y GRANDES REVISIONES. Organización,
planiﬁcación y optimización, Volumen 2, Editorial RENOVETEC, 2.009.
[9] GARCÍA GARRIDO, S.: MANTENIMIENTO PREDICTIVO. Técnicas de Mantenimiento Con-
dicional., Volumen 3, Editorial RENOVETEC, 2.009.
[10] GARCÍA GARRIDO, S.: MANTENIMIENTO CORRECTIVO. Organización y gestión de la re-
paración de averías., Volumen 4, Editorial RENOVETEC, 2.009.
[11] GARCÍA GARRIDO, S.: INGENIERÍA DE MANTENIMIENTO. Técnicas avanzadas de gestión
del mantenimiento en la industria., Volumen 6, Editorial RENOVETEC, 2.009.
92

2
Planos
2.1. Emplazamiento de las instalaciones
2.2. Distribución de los equipos
93

Plan de mantenimiento de una desalinizadora

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