Ingeniero Civil Industrial / El objetivo de la presente memoria es rediseñar el proceso de mantención de maquinaria de centrales eléctricas de ENDESA, mediante el diagnóstico y análisis de problemas ocurridos en cada parte del proceso, identificando las actividades, tareas y responsables involucrados. Esto es con el fin de identificar las ineficiencias, para luego plantear un conjunto de propuestas orientadas a la mejora de la eficiencia de producción de las maquinarias. Para el desarrollo de esta memoria, primero se procederá a mostrar el estado de la industria eléctrica en Chile para permitir el planteamiento del problema y su clara explicación. Así se procederá a establecer el objetivo general como los específicos de forma de enfocar los esfuerzos al cumplimiento de estos. Posteriormente se seguirá con la descripción más detallada del mercado en el que participa ENDESA, la situación actual de la compañía y el futuro mercado eléctrico. Estos estudios dan la base para reflejar que la mantención tiene un alto impacto tanto económico como de eficiencia dentro de la empresa y en rubros similares. En base a esto se procederá a explicar el contexto sobre la mantención de manera de reafirmar su importancia en procesos dentro de diversas industrias y de manera específica dentro de la compañía. Después se describe la metodología utilizada para desarrollar esta memoria, que entrega las pautas principales para abordar el extenso tema sobre el mantenimiento de maquinarias. A su vez y con fines de comprender como lograr un rediseño de procesos, se estudió metodologías sobre rediseño. Esto entregó ideas y métodos para crear el rediseño que se está estudiando y luego así estudiar sus causas y problemas. El desarrollo es la sección de mayor importancia, debido que recopila toda la información y aplica la metodología para levantar la situación actual de la compañía y así crear el rediseño. Además de recopilar datos que fundamenten estadística y matemáticamente que la mejora del proceso de mantención influye enormemente en la eficiencia y calidad de producción de energía eléctrica. Por razón de lo anterior se procederá a generar propuestas que solucionen los problemas encontrados de manera de cumplir con el objetivo general y específicos. De esta forma se podrá tener bases para concluir que el proceso de mantención de maquinarias eléctricas es un punto vital para la mejora de la empresa y su competitividad en el mercado.

Autorizado por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo hasta el año 2014 / En los últimos años, la industria en general se ha percatado de la importancia del concepto de la confiabilidad, es decir, cuál es la disponibilidad que posee determinada planta para producir. Como es de suponer, este concepto macro descansa sobre cada una de las partes de la empresa, en especial, en las máquinas eléctricas. La matriz de una industria productora de grandes volúmenes, como lo son las mineras, cementeras y celulosas, posee siempre algunas máquinas de gran potencia que son claves en la producción, y donde una falla imprevista puede afectar fuertemente los ingresos de un mes. En general estas máquinas grandes son del tipo síncrono, como es el caso de los molinos de las plantas mineras, donde se usan debido a las adecuadas características de velocidad y estabilidad que poseen, otorgando beneficios tanto de operación como a nivel local, pues además pueden ejercer efectos capacitivos sobre la red que los alimenta. En vista de lo anterior, el presente trabajo se centra en el monitoreo en línea de estos motores, lo que permite estar, constantemente y desde cualquier lugar, pendiente de cuál es el estado de determinada máquina. Con esto, se podrá saber si existe alguna falla, presente o en gestación, y con esta información, meses antes de ocurrir la falla, la corrección del error puede realizarse de manera programada, con mínimos costos por concepto de pérdidas de producción y reparación del motor. El sistema se diseñó desde un comienzo con enfoques en tres áreas: metodologías, donde se consideraron aquéllas más recientes, extraídas de publicaciones de los ámbitos de energía y control; equipos, escogiendo sensores, variables y parámetros tales que se obtuviera la mayor cantidad de resultados posible, con el mínimo costo; y finalmente costos, donde la atención se centró en aprovechar la información obtenida por el sistema de monitoreo, para ayudar a la toma de decisiones en el área de mantenimiento tal de reducir allí los costos, considerando que muy rara vez se hace un flujo o algún tipo de análisis económico en problemas de este tipo. El diseño del sistema en sí se concentró en metodologías de análisis de corrientes y transformación de Park, las que en conjunto permiten detectar diversos problemas de operación, tanto en señales específicas de alguna fase o de la excitación, como desbalances entre las fases. Los métodos abordados fueron escogidos en base a estadísticas de fallas, tal que logran cubrir alrededor de un 80% de las fallas producidas en máquinas síncronas, particularmente los problemas de excentricidad (problemas de descansos, fatiga o problemas del eje) y los problemas de cortocircuitos internos en el rotor o en el estator. El manejo de la información obtenida quedó definido por escalas de bases de datos, lo que permite ir filtrando y condensando la información, para almacenarla en el tiempo y tener una perspectiva de la evolución de los motores. Incluso es posible incorporar un análisis de tipo estadístico sobre estos datos, si se tienen suficientes máquinas bajo monitoreo, para así validar y estimar con mayor precisión la severidad de fallas y otros datos. En el análisis económico se toman los costos estimativos por instalación, operación y reparación de distintas alternativas ante determinada falla, permitiendo así tomar la mejor decisión. Se concluye con sugerencias para trabajos futuros, como la inclusión de la medición del torque mecánico y temperaturas, con la finalidad de refinar los datos y estimaciones obtenidas, al punto de poder recrear el comportamiento de la máquina. Con ello se podría hacer un seguimiento minucioso del motor a través de la evolución de los parámetros de éste.

Magíster en Gestión y Dirección de Empresas / Este estudio determinó la factibilidad técnica y económica de implementar en una empresa manufacturera local y existente, una planta de producción de equipos eléctricos muy particulares, conocidos como celdas de media tensión a prueba de arcos eléctricos . Rolec es la empresa manufacturera referida que se dedica a la fabricación de equipos eléctricos industriales y aunque no está del todo habilitada para fabricar los mencionados, se requieren algunos insumos y herramientas nuevas. Son muy pocas las compañías en el mundo que fabrican las celdas y dos de ellas están dispuestas a vender las partes críticas, hacer cesión del conocimiento bajo contrato de alianza estratégica, de modo de agregar una importante cuota de construcción nacional a las celdas. Hay factibilidad técnica de producir localmente las celdas y por una cuestión de sustentabilidad, se elige la convenir con la empresa norteamericana Eaton. No se prevé conflicto de canal y competidor en la producción de celdas ROLEC Eaton inside , porque es la profundización de una relación de décadas. Se analizó la información de encuestas, de entrevistas, información de capitales de inversión, reportes de importaciones, para conocer las percepciones, confirmar la existencia y tamaño del mercado. El plan de marketing es fundamental y significa la mayor inversión. Está destinado a levantar la percepción de los clientes, sobre elementos objetivamente alcanzables. Por otra parte y si bien el primer año hay presente un flujo neto negativo, este es marginal y a partir del segundo año son positivos. Este estudio es conservador en lo económico puesto que para estimación de las ventas se tomó el factor promedio histórico que se usa sobre la inversión minera (la mas alta correlación para inferir las ventas futuras), menos una desviación estándar. Además para el estudio se considera mantener los precios de los equipos que son similares y que actualmente se producen en ROLEC, para equipos con mayores prestaciones (propuesta de valor) y la rentabilidad se ve aumentada en un 19% inclusive. La inversión en 5 años será de US$ 600.000, rentando US$ 2.200.000 brutos.

Magíster en Ciencias de la Ingeniería, Mención Eléctrica / En esta Tesis se presenta el uso de un control fraccionario proporcional-integral (FOPI) para convertidores de potencia, el cual es comparado con un control de orden entero proporcional-integral (PI), utilizado dentro del algoritmo de control vectorial, aplicadas a generadores síncronos de imanes permanentes (GSIP), operando con una red a frecuencia constante, interconectados mediante dos convertidores de potencia en una topología Back-To-Back (BTB). La idea de esta estrategia es transformar corrientes y voltajes en un marco de referencia giratorio (dq), donde las corrientes controladas son constantes en estado estacionario y posteriormente transformar las salidas de los controladores (FOPI y PI) en marco de referencia fijo (αβ) entregadas a un algoritmo de Modulación de Espacio Vectorial (SVM) que se encarga de generar los ciclos de trabajo necesarios para la conmutación de los elementos semiconductores que conforman los convertidores. El control del convertidor del lado GSIP tiene como objetivo principal el control de velocidad de la maquina eléctrica, mientras que el convertidor en lado de la red es, mantener el nivel de voltaje en el enlace de corriente continua (Dc-Link) que interconecta ambos convertidores. El sistema de control es tratado en el contexto de recuperación de energía en un mineroducto, pensado en que el sistema de control pueda tener la capacidad de realizar el mismo trabajo de las estaciones de choque, encargadas de mantener la velocidad de la pulpa mineral que transporta, sin embargo con este tipo de sistemas propuesto se podría recuperar parte del potencial energético disponible en el sistema y, emplearla de alguna manera más eficiente, proponiendo en este trabajo que sea conectada a una red eléctrica, buscando de esta manera que el sistema propuesto pueda ser una alternativa que cumpla la función de las estaciones disipadoras y además la recuperación de energía, aprovechando las ventajas de los controladores de orden fraccionario. Cabe mencionar que en este documento solo trata lo correspondiente a la parte de control del sistema eléctrico. El estudio de comparación se realiza a nivel de simulación mediante el uso de programas computacionales Matlab-Simulink y Plecs, para los sistemas de control y los sistemas eléctricos respectivamente. Para determinar los escenarios de simulación del sistema se toma en cuenta los posibles escenarios que pueda presentarse en el mineroducto, siendo estos, una prueba sin posibles cambios en el torque de entrada, dos más cuando sufre cambios de +15% y -15% de la entrada nominal, una más cuando la entrada del sistema se torna de forma oscilante entre ±15%, en la última de las simulaciones se realizan combinación de controladores FOPI y PI dentro del algoritmo de control.

Una de las industrias más antiguas del mundo consiste en aplicar una tinta, generalmente oleosa, sobre unas piezas metálicas, llamadas tipos, para transferirla al papel por presión. La imprenta o la industria de las artes gráficas, ha ido desarrollándose exponencialmente en el transcurso del tiempo con el uso de nuevas tecnologías y técnicas por causa de la demanda que día a día aumenta aún más. De todas las radiaciones electromagnéticas existentes en el universo que se pueden representar en un gráfico en función de su longitud de onda, la radiación ultravioleta fue adoptada por la industria de las artes gráficas en los años setenta, cuando se empezaron a formular las primeras tintas litográficas tratables con esta radiación. En la actualidad, las lámparas que emiten radiación ultravioleta tienen una extensa aplicación en la industria gráfica debido al nuevo abanico de posibilidades que ha desplegado para el secado o curado de tintas y barnices, ya que logra este objetivo en fracciones de segundo. La máquina creada para este proceso es denominada como Túnel UV o Túnel de curado UV. En la industria peruana la fabricación de estas máquinas no es ajena. Sin embargo, muchas microempresas no cuentan con el soporte tecnológico para lograr un adecuado funcionamiento de las lámparas UV, pues estás requieren un adecuado encendido además de una refrigeración controlada para mejorar la eficiencia de las mismas. La presente tesis plantea el diseño y la implementación de un sistema de automatización de bajo costo para los túneles de curado ultravioleta fabricados por la empresa CREATUM PERU S.A.C. de manera que, además de dotarlos de soporte tecnológico, logre una optimización en su funcionamiento; es decir, un curado idóneo a una mayor velocidad, además de llevar un registro del tiempo de funcionamiento de las mismas y de dotarlos de control inalámbrico para un mejor desempeño del operario en su zona de trabajo. / Tesis

En la actualidad, la utilización de los instrumentos virtuales ha venido incrementándose en aplicaciones enfocadas a las ciencias e ingeniería. Esto se debe a que, a diferencia de los instrumentos tradicionales de laboratorio, estas son herramientas basadas en software, las cuales utilizan el hardware de una computadora o estación de trabajo para realizar las tareas para las cuales han sido diseñadas, lo cual le da grandes ventajas como una mayor portabilidad, personalización, adaptabilidad e interconectividad con otros sistemas. El objetivo de la tesis es la utilización de un entorno de desarrollo creado por la empresa National Instruments, llamado LabVIEW. En dicho entorno, se diseñará e implementará un instrumento virtual, cuyo propósito es el de ser usado para el análisis de los resultados obtenidos en el proceso de ejecución de los ensayos característicos realizados a un motor asíncrono trifásico. Para ello, el instrumento virtual deberá ser capaz de establecer una comunicación con un hardware externo encargado de llevar a cabo dichos ensayos de forma automática. Dicha comunicación enlazará al instrumento virtual con una tarjeta de adquisición de datos, lo cual permitirá al usuario del instrumento, ingresar datos de placa y parámetros de ensayo pertinentes, para que estos sean enviados al resto del sistema para la correcta realización de los ensayos. Así mismo, el instrumento virtual debe ser capaz de usar esta comunicación para recibir valores correspondientes a los resultados de los ensayos realizados en dicha máquina eléctrica, provenientes de la tarjeta de adquisición de datos mencionada. Utilizando los valores obtenidos durante el desarrollo de los ensayos, el instrumento realizará cálculos matemáticos pre-programados con la finalidad de poder mostrar en pantalla los parámetros del circuito eléctrico equivalente y las gráficas características correspondientes para el análisis del motor asíncrono trifásico ensayado con el fin de describir, de forma gráfica, su comportamiento y eficiencia. / Tesis

Una de las industrias más antiguas del mundo consiste en aplicar una tinta, generalmente oleosa, sobre unas piezas metálicas, llamadas tipos, para transferirla al papel por presión. La imprenta o la industria de las artes gráficas, ha ido desarrollándose exponencialmente en el transcurso del tiempo con el uso de nuevas tecnologías y técnicas por causa de la demanda que día a día aumenta aún más. De todas las radiaciones electromagnéticas existentes en el universo que se pueden representar en un gráfico en función de su longitud de onda, la radiación ultravioleta fue adoptada por la industria de las artes gráficas en los años setenta, cuando se empezaron a formular las primeras tintas litográficas tratables con esta radiación. En la actualidad, las lámparas que emiten radiación ultravioleta tienen una extensa aplicación en la industria gráfica debido al nuevo abanico de posibilidades que ha desplegado para el secado o curado de tintas y barnices, ya que logra este objetivo en fracciones de segundo. La máquina creada para este proceso es denominada como Túnel UV o Túnel de curado UV. En la industria peruana la fabricación de estas máquinas no es ajena. Sin embargo, muchas microempresas no cuentan con el soporte tecnológico para lograr un adecuado funcionamiento de las lámparas UV, pues estás requieren un adecuado encendido además de una refrigeración controlada para mejorar la eficiencia de las mismas. La presente tesis plantea el diseño y la implementación de un sistema de automatización de bajo costo para los túneles de curado ultravioleta fabricados por la empresa CREATUM PERU S.A.C. de manera que, además de dotarlos de soporte tecnológico, logre una optimización en su funcionamiento; es decir, un curado idóneo a una mayor velocidad, además de llevar un registro del tiempo de funcionamiento de las mismas y de dotarlos de control inalámbrico para un mejor desempeño del operario en su zona de trabajo.

En la actualidad, la utilización de los instrumentos virtuales ha venido incrementándose en aplicaciones enfocadas a las ciencias e ingeniería. Esto se debe a que, a diferencia de los instrumentos tradicionales de laboratorio, estas son herramientas basadas en software, las cuales utilizan el hardware de una computadora o estación de trabajo para realizar las tareas para las cuales han sido diseñadas, lo cual le da grandes ventajas como una mayor portabilidad, personalización, adaptabilidad e interconectividad con otros sistemas. El objetivo de la tesis es la utilización de un entorno de desarrollo creado por la empresa National Instruments, llamado LabVIEW. En dicho entorno, se diseñará e implementará un instrumento virtual, cuyo propósito es el de ser usado para el análisis de los resultados obtenidos en el proceso de ejecución de los ensayos característicos realizados a un motor asíncrono trifásico. Para ello, el instrumento virtual deberá ser capaz de establecer una comunicación con un hardware externo encargado de llevar a cabo dichos ensayos de forma automática. Dicha comunicación enlazará al instrumento virtual con una tarjeta de adquisición de datos, lo cual permitirá al usuario del instrumento, ingresar datos de placa y parámetros de ensayo pertinentes, para que estos sean enviados al resto del sistema para la correcta realización de los ensayos. Así mismo, el instrumento virtual debe ser capaz de usar esta comunicación para recibir valores correspondientes a los resultados de los ensayos realizados en dicha máquina eléctrica, provenientes de la tarjeta de adquisición de datos mencionada. Utilizando los valores obtenidos durante el desarrollo de los ensayos, el instrumento realizará cálculos matemáticos pre-programados con la finalidad de poder mostrar en pantalla los parámetros del circuito eléctrico equivalente y las gráficas características correspondientes para el análisis del motor asíncrono trifásico ensayado con el fin de describir, de forma gráfica, su comportamiento y eficiencia.

Actualmente se fabrican máquinas rotativas que pueden alcanzar hasta 20’000 rpm durante su operación. Estas se usan en diferentes campos de aplicación y en diferentes tipos de industria. Según estadísticas, las causas de falla que más afectan a estos equipos son el desbalance, el desalineamiento y la soltura estructural, lo cual se puede produce elevados niveles de vibración y afecta el normal desempeño de estos equipos, produciendo grandes costos para las empresas. En ese sentido, en este trabajo se busca describir los métodos y procedimientos más usados actualmente para corregir tales condiciones. Para tal fin, se realizará una recopilación de literatura técnica relacionada a estos tópicos, estándares internacionales, manuales y casos de estudio publicados. Se concluye que los métodos de balanceo actuales están enfocados en técnicas de control activas y, en el caso del desalineamiento, se recomienda el uso de sistemas láser.