METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL MANTENIMIENTO …

UNIVERSIDAD NACIONAL DE TRUJILLO

FACULTAD DE INGENIERÍA

ESCUELA ACADÉMICO PROFESIONAL DE INGENIERÍA

MECÁNICA

METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN

DEL MANTENIMIENTO CENTRADO EN LA

CONFIABILIDAD EN SISTEMAS DE BOMBEO

DE AGUAS SUBTERRANEAS DE

AGROINDUSTRIAL DANPER S.A.C.

TESIS

PARA OBTAR POR EL TÍTULO DE

INGENIERO MECÁNICO

AUTOR: YOSHI JONATHAN HUANES CARRANZA

ASESOR: ING. EDUARDO FAUSTO AZABACHE VÁSQUEZ.

TRUJILLO – PERÚ

2018

BIBLIOTECA DIGITAL - DIRECCIÓN DE SISTEMAS DE INFORMÁTICA Y COMUNICACIÓN

Esta obra ha sido publicada bajo la licencia Creative Commons Reconocimiento-No Comercial-Compartir bajo la misma licencia 2.5 Perú. Para ver una copia de dicha licencia, visite http://creativecommons.org/licences/by-nc-sa/2.5/pe/

i

PRESENTACIÓN

SEÑORES MIEMBROS DEL JURADO:

En cumplimiento con las disposiciones establecidas en el Reglamento de Grados y Títulos

de la Universidad Nacional de Trujillo, pongo a vuestra consideración y elevado criterio

la presente Tesis titulada: “Metodología para la implementación del mantenimiento

centrado en la confiabilidad en sistemas de bombeo de aguas subterráneas de

agroindustrial DANPER S.A.C.” con el objetivo de obtener el Título Profesional de

Ingeniero Mecánico.

Trujillo, Octubre del 2018.

_________________________________

Bachiller Yoshi Huanes Carranza……



ii

DEDICATORIA

A Dios

Porque sin él no habría podido

ser alguien en la vida, por

haberme acompañado en todo

momento y permitirme lograr

mis objetivos en la vida.

A mis padres

Juan y María que han sabido

formarme con buenos

sentimientos, hábitos y valores,

lo cual me ha ayudado a tener

éxito en la vida. Por sacrificar

cada cosa para poder darme la

mejor educación posible.

A mis hermanos

Johnny y Nicole, por su apoyo,

por brindarme alegrías, por su

motivación para no rendirme en

la lucha por alcanzar mis

objetivos.



iii

AGRADECIMIENTOS

A mi familia, que se han preocupado por mí en todo momento de mi vida, porque

me dieron su apoyo y motivación durante mi formación académica, ahora seré el orgullo

de ellos y un ejemplo a seguir para mis hermanos.

Un agradecimiento a los docentes de la Universidad Nacional de Trujillo por sus

conocimientos impartidos y la dedicación en mi formación académica, a mi asesor por su

ayuda y orientación durante el desarrollo de mi tesis.

Finalmente, agradecer a las personas que de una u otra forma me brindaron su

apoyo en mi formación profesional.

HUANES CARRANZA, Yoshi



iv

RESUMEN

Se elaboró una metodología para la implementación del Mantenimiento Centrado en la

Confiabilidad (RCM) en los sistemas de bombeo de aguas subterráneas de agroindustrial

Danper S.A.C. con el objetivo de garantizar una alta disponibilidad de los equipos,

optimizando los recursos empleados mediante de la selección de las estrategias de

mantenimiento adecuadas.

Como primer paso se realizó la delimitación de los sistemas analizados en base a la

información disponible como manuales de operación y mantenimiento de los equipos,

planos de distribución dentro del proceso productivo y el historial de fallas, para lo cual

se elaboró un formato para la recolección de datos históricos de fallas de los equipos.

Luego se procedió a realizar la jerarquización de los activos que conforman dichos

sistemas, lo cual se realizó mediante un análisis multicriterio tomando en cuenta la

frecuencia de fallas y la importancia del activo dentro del proceso productivo desde

distintos aspectos.

Del proceso de análisis jerárquico se obtuvo que el activo más crítico era el motor

sumergible del pozo N°1, el cual forma parte de un sistema de bombeo sumergible, por

lo que se procedió a estudiar las fallas presentadas por dicho sistema determinando de

esta manera las estrategias de mantenimiento y los periodos oportunos para realizarlas.

Como resultado de este estudio se obtuvo un plan de mantenimiento con tareas asignadas

de acuerdo a las fallas que presentó el activo durante su ciclo de vida.



v

ABSTRACT

A methodology was developed for the implementation of Reliability Centered

Maintenance (RCM) in the groundwater pumping systems of Danper S.A.C. agroindustry

with the aim of ensuring high availability of equipment, optimizing the resources used by

selecting the appropriate maintenance strategies.

As a first step, the delimitation of the analyzed systems was carried out based on the

available information such as equipment operation and maintenance manuals, distribution

plans within the production process and fault history, for which a format for the collection

was elaborated of historical data of equipment failures.

Then, we proceeded to perform the hierarchy of the assets that make up these systems,

which was done through a multicriteria analysis taking into account the frequency of

failures and the importance of the asset in the production process from different aspects.

From the hierarchical analysis process, it was found that the most critical asset was the

submersible motor of well No. 1, which is part of a submersible pumping system, so that

the failures presented by said system were determined in this way. the maintenance

strategies and the opportune periods to carry them out.

As a result of this study, a maintenance plan with assigned tasks was obtained according

to the failures presented by the asset during its life cycle.



vi

CONTENIDO

PRESENTACIÓN ............................................................................................................................... i

DEDICATORIA ................................................................................................................................ ii

AGRADECIMIENTOS...................................................................................................................... iii

RESUMEN ......................................................................................................................................iv

ABSTRACT ...................................................................................................................................... v

INTRODUCCIÓN ............................................................................................................................. 1

MATERIAL Y MÉTODO ................................................................................................................... 6

1. MATERIAL ..................................................................................................................... 6

2. MÉTODO ......................................................................................................................... 6

2.1. Delimitación del sistema y su contexto operacional ............................................. 6

2.2. Análisis funcional de los Sistemas Analizados ...................................................... 8

2.3. Sistema de bombeo con Bomba Sumergible ......................................................... 9

2.3.1. Bomba sumergible ........................................................................................... 9

2.3.2. Motor sumergible .......................................................................................... 11

2.3.3. Variador de frecuencia ................................................................................. 12

2.3.4. Transformador .............................................................................................. 14

2.3.5. Esquema de instalación ................................................................................. 16

2.4. Sistema de bombeo con turbina vertical ............................................................. 17

2.4.1. Bomba turbina vertical ................................................................................. 17

2.4.2. Eje de transmisión ......................................................................................... 17

2.4.3. Columna ......................................................................................................... 18

2.4.4. Soporte vertical HMSS ................................................................................. 20

2.5. Recolección de la data de fallas ............................................................................ 21

2.6. Evaluación del nivel de mantenimiento preventivo ............................................ 21

2.7. Análisis jerárquico de los sistemas analizados .................................................... 23

2.7.1. Definición de criterios ................................................................................... 24

2.7.2. Matriz de comparaciones pareadas ............................................................. 24

2.7.3. Síntesis de juicios ........................................................................................... 25

2.7.4. Razón de consistencia .................................................................................... 26

2.7.5. Modelo de criticidad semicuantitativo “CTR” ........................................... 27

2.8. Análisis de Pareto de las fallas reportadas .......................................................... 30

2.8.1. Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo – General..................................... 30

2.8.2. Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo Sumergible .................................. 31



vii

2.8.3. Análisis de Pareto Sistemas Turbina Vertical ............................................ 31

2.9. Análisis de Weibull por Método Analítico: ......................................................... 32

2.9.1. Verificación de la tendencia de datos .......................................................... 32

2.9.2. Ordenamiento de datos y uso de rango mediana ........................................ 33

2.9.3. Ploteo de recta de regresión en función de distribución de Weibull ......... 34

2.9.4. Análisis de ajuste de curvas .......................................................................... 34

2.10. Asignación de tareas de mantenimiento .......................................................... 36

2.10.1. Tareas de Mantenimiento Preventivo .......................................................... 36

2.10.1.1. Tareas programadas en base a la condición ......................................... 36

2.10.2. Tareas de restauración y sustitución programada ..................................... 36

2.10.2.1. Tareas de Reacondicionamiento ............................................................ 36

2.10.2.2. Tareas de Sustitución .............................................................................. 36

2.10.2.3. Tareas de búsqueda de fallas ocultas ..................................................... 37

2.10.3. Tareas de Mantenimiento Reactivo ............................................................. 37

2.10.3.1. Cambio de especificaciones ..................................................................... 37

2.10.3.2. Operar hasta fallar (Run to Failure) ..................................................... 37

2.10.4. Correlación entre la criticidad y el tipo de actividad a asignar ................ 38

RESULTADOS ............................................................................................................................... 39

DISCUSIÓN ................................................................................................................................... 68

CONCLUSIONES ........................................................................................................................... 70

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS ................................................................................................... 71

ANEXOS ....................................................................................................................................... 72



1

INTRODUCCIÓN

La empresa agroindustrial DANPER TRUJILLO S.A.C., se dedica al cultivo, producción

y exportación de hortalizas, frutas, súper granos y productos gourmet, para lo cual cuenta

con distintos fundos, así como plantas de procesamiento de dichos productos, los altos

requerimientos de sus clientes han hecho que la empresa ponga especial atención en el

área de mantenimiento para garantizar una alta disponibilidad de sus sistemas de

producción. Para garantizar ello se propone la utilización de la metodología del RCM

(Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad) como una herramienta útil para la

consecución de los objetivos de la empresa.

La ingeniería, considera dos elementos para el manejo de cualquier activo, este debe ser

mantenido y cada tanto ser modificado1. Con el mantenimiento se busca asegurar que los

activos continúen cumpliendo las funciones que sus usuarios esperan. Lo que los usuarios

quieren, dependerá exactamente en dónde y cómo el activo está siendo usado, es decir,

su contexto operativo.

El Mantenimiento Centrado en la garantía de funcionamiento es un proceso usado para

determinar qué debe hacerse para asegurar que todo activo continúe funcionando como

sus usuarios lo desean en el presente contexto operativo2.

Las nuevas expectativas del mantenimiento incluyen el alto grado en el que las fallas en

equipos afectan la seguridad y el medioambiente3, una conciencia creciente de la

conexión entre mantenimiento y calidad del producto, y una presión cada vez mayor de

alcanzar un alto rendimiento de las plantas y controlar los costos.

El cambio se debe a un enorme incremento en el número y variedad de activos, diseños

más complejos, nuevas técnicas de mantenimiento y responsabilidades del

mantenimiento3. Ante estos cambios, los jefes de las diversas áreas están buscando un

nuevo método de mantenimiento, persiguen una estructura estratégica que sintetice los

nuevos desarrollos en un patrón coherente, permitiendo escoger aquellos que más se

adapten a ellos y a sus empresas.

Las nuevas investigaciones han demostrado que aparentemente cada vez más hay menor

conexión entre la edad operativa de la mayoría de los activos y que tan propensos son a

fallar4. Debido a esto los nuevos proyectos de mantenimiento incluyen:



2

Herramientas de toma de decisiones, como son los estudios de riesgos, tipos de

fallas y análisis de los efectos y sistemas especializados.

Nuevas técnicas de mantenimiento, como el monitoreo de estado.

El diseño de equipos, poniendo gran énfasis en la confiabilidad y mantenibilidad.

Un cambio mayor en el pensamiento organizacional, a través de la participación,

trabajo en equipo y flexibilidad.

Dentro de un modelo de gestión de mantenimiento, el Mantenimiento Centrado en la

Confiabilidad (RCM) sirve de guía para identificar las actividades de mantenimiento con

sus respectivas frecuencias a los activos más importantes de un contexto operacional3.

Su éxito se apoya principalmente en el análisis funcional de los sistemas en un

determinado contexto operacional, realizado por un equipo natural de trabajo3. El

esfuerzo desarrollado por el equipo natural de trabajo permite generar un sistema de

gestión de mantenimiento flexible, que se adapta a las necesidades reales de

mantenimiento de la organización, tomando en cuenta, la seguridad personal, el ambiente,

las operaciones y la imagen corporativa frente al cliente.

Formalmente el RCM se define como un proceso de gestión del mantenimiento que

corresponde a la 4ta Fase del Modelo de Gestión de Mantenimiento (MGM)1, donde un

equipo constituido por personas con distintas funciones dentro de la organización,

optimiza la confiabilidad de un sistema que funciona bajo un contexto operacional

definido para un intervalo de tiempo, estableciendo las tareas de mantenimiento más

efectivas en función de la criticidad de los activos que conforman a dicho sistema,

tomando en cuenta las posibles consecuencias, originadas por cada uno de los modos de

falla correspondientes a cada falla funcional, que impactan sobre la seguridad, el

ambiente, las operaciones y la imagen corporativa frente al cliente.

El mecanismo de trabajo del RCM, según la norma SAE JA1012:2011, consiste en dar

respuesta a 7 preguntas mediante las cuales se establecen los objetivos, las consecuencias

de fallas y se obtienen las estrategias de mantenimiento adecuadas. Estas 7 preguntas se

detallan en la Tabla 1:

Establece objetivos, define el problema y

recoge información básica

¿Cuáles son las funciones?

¿De qué forma puede fallar?

¿Qué causa la falla?



3

¿Qué sucede cuando falla?

Consecuencias de la falla ¿Qué importancia tiene si falla?

Estrategias de mantenimiento

¿Qué se puede hacer para predecir o

prevenir la falla?

¿Qué se debe hacer si no se puede

prevenir o predecir la falla?

Antes de analizar las necesidades mantenimiento de un activo en cualquier organización,

se debe conocer qué tipos de activos físicos existen y decidir cuáles van a someterse al

proceso de revisión del RCM, para lo cual se hace necesario contar con un equipo de

trabajo5.

El equipo natural de trabajo está constituido por personas con distintas funciones dentro

de la organización, que en conjunto, son capaces de responder las siete preguntas básicas

del RCM6. Lo ideal es que sea conformado por 5 o 6 componentes entre los cuales se

encuentre personal de producción y mantenimiento, así como especialistas en áreas

específicas y asesores expertos en la metodología del RCM.

El objetivo de cada grupo de trabajo es usar la metodología RCM para determinar las

necesidades de mantenimiento de un activo específico o una parte concreta de un proceso.

El trato en el grupo es informal y no existen jerarquías, todos tienen voz y voto. Hay

aceptación y compromiso por parte de todos. La ayuda externa es bienvenida y usada

cuando es necesario6. La clave del éxito es el consenso de todos los integrantes del grupo

de trabajo. No se toma ninguna decisión si antes no fue aceptada por todos.

Teniendo el equipo de trabajo se procede a realizar la selección del sistema a analizar y

su respectivo contexto operacional. Para esto se determina la parte de nuestras

instalaciones que se van a estudiar y las partes o elementos a excluir. Una vez delimitado

el sistema, se determina su composición (siguiendo una estructura de árbol) hasta el nivel

que se considere un todo indivisible desde el punto de vista del mantenimiento.

Esta estructura puede no ser jerárquica, sino tener ramas interrelacionadas en un mismo

nivel o en niveles no contiguos, como los subsistemas que tienen bucles de control y que

deben ser tratados como unidades indivisibles desde el punto de vista del sistema

principal6.

Tabla 01: Las 7 preguntas del RCM



4

La experiencia de expertos en metodología RCM considera más eficaz el análisis de los

distintos “sistemas” como nivel de detalle de la organización3, pues en la mayoría de

organizaciones, los sistemas son normalmente identificados y se tiene de ellos una

información más detallada y precisa.

Los grupos de trabajo deben tener especial cuidado con respecto a la selección del nivel

de detalle que se espera del FMEA5, ya que un análisis realizado a un alto nivel de detalle

(partes) puede llegar a ser complicado o irrealizable, mientras que un análisis realizado a

un nivel bajo (planta) podría ser muy superficial y poco eficiente para la gestión del

mantenimiento en la organización.

Habiendo realizado la delimitación del sistema y su contexto operacional lo que

corresponde es realizar el análisis de los modos y efectos de fallas del sistema analizado.

El FMEA es un método sistemático que permite identificar los problemas antes de que

ocurran y puedan afectar a los procesos y productos en un área determinada, bajo un

contexto operacional dado6.

A partir del análisis realizado por los grupos de trabajo RCM a los distintos activos en su

contexto operacional, se obtiene la información necesaria para prevenir las consecuencias

y los efectos de las posibles fallas, a partir de seleccionar adecuadas actividades de

mantenimiento. Para esto debemos responder a las 5 primeras preguntas básicas del RCM,

presentes en la Norma SAE JA 1012:2011.

Los Modos de falla son las causas que originan cada falla funcional del sistema, para

cumplir con los estándares de funcionamiento definidos por el usuario para un contexto

operacional dado en un determinado intervalo de tiempo7. Se obtienen dando respuesta a

la pregunta: ¿Qué ocurre cuando falla?

Mientras que el efecto de una falla es la evidencia de que una determinada falla funcional

está sucediendo, que puede ser percibida mediante los sentidos y debe ser correctamente

descrita para respaldar las consecuencias de dicha falla9. Se obtiene dando respuesta a la

pregunta: ¿Qué pasa cuando ocurre cada falla funcional?

Las consecuencias de fallas es el impacto de cada modo de fallo sobre: la seguridad física

de los Trabajadores, el ambiente, las operaciones y la imagen corporativa de la empresa

frente al cliente10. Para la evaluación efectiva debemos categorizar a las consecuencias

correctamente, pues de esta manera quitamos la creencia de que todas las fallas son malas



5

y deben ser prevenidas. Podemos obtener las consecuencias de las fallas dando respuesta

a la pregunta: ¿Qué impacto tiene sobre la empresa cuando falla?

Conociendo los modos, efectos de fallas y consecuencias, el siguiente paso es determinar

las estrategias de mantenimiento adecuadas para el sistema analizado, las cuales pueden

consistir en tareas de mantenimiento preventivo o reactivo, dependiendo si es que se

pueden prevenir o no cada uno de los fallos funcionales que se presenten en el sistema.

Las estrategias de mantenimiento conforman parte del resultado del Análisis de Modos y

Efectos de Falla aplicados al sistema en mención, relacionados intrínsecamente al riesgo

propio que tiene cada modo de fallo correspondiente a cada falla funcional del sistema11.

Si vemos al RCM como una Caja Negra, tendremos en la entrada toda la Información, de

cada uno de los activos que conforman el sistema que estamos analizando, ordenada de

acuerdo a las pautas presentes en la Norma ISO 14224:2016, y en la salida tendremos

estrategias de mantenimiento efectivas en función de la criticidad de los activos que

conforman a dicho sistema.

Por tanto, el proceso que realiza el RCM queda complemente definido a través de sus 7

preguntas básicas presentes en la Norma SAE JA1012:2011. Todos los Beneficios y

Resultados que obtendremos del RCM dependerán única y exclusivamente de la solución

que nosotros le demos a cada una de las 7 preguntas básicas y a las preguntas que se van

desprendiendo a medida que vamos avanzando el proceso.



6

MATERIAL Y MÉTODO

1. MATERIAL

Norma ISO 14224: 2014.

Norma SAE JA 1012: 2011

Registro de parámetros de operatividad de pozos.

Registro virtual de órdenes de mantenimiento del ERP SAP Módulo PM.

Manual de operación y mantenimiento de bombas sumergibles.

Hojas de cálculo Excel.

2. MÉTODO

2.1.Delimitación del sistema y su contexto operacional

El fundo COMPOSITAN se encuentra ubicado en el kilómetro 514 del valle de

Virú y comprende aproximadamente 2000 hectáreas de terreno dedicadas al

cultivo de hortalizas (espárrago verde, blanco y pimiento).

El abastecimiento de agua en el fundo COMPOSITAN es mediante extracción de

agua de subsuelo a través de pozos tubulares. El acuífero es abundante y se recarga

de manera natural del efluente de ríos y de filtración de aguas superficiales.

Este Fundo es uno de los pocos en el Proyecto Especial de Irrigación de

CHAVIMOCHIC que se abastece con agua del subsuelo (pozos tubulares). La

ubicación de los pozos ha sido determinada siguiendo las recomendaciones de los

Estudios Hidrogeológicos previamente ejecutados.

Los 22 pozos son monitoreados diariamente mediante la toma de parámetros a

cargo de los operadores de pozos quienes se recolectar los niveles estáticos y

dinámicos, el caudal y el porcentaje de arenamiento por pozo. De esta manera se

sabe que los pozos tienen un porcentaje de arenamiento bajo, que no excede el

límite recomendado por los fabricantes de bombas, el cual es de 8 ppm.

Actualmente el fundo COMPOSITAN cuenta con 22 pozos tubulares, los cuales

abastecen de agua a 4 reservorios (R1, R2 y R3B), aparte de ello se cuenta con un

quinto reservorio que se abastece del reservorio R3B. El agua de los reservorios

es bombeada a las estaciones de filtrado donde es acondicionada para su posterior

traslado y uso en los campos de cultivo.



7

En las estaciones de filtrado el agua proveniente de los reservorios es filtrada, en

las baterías de filtrado, para disminuir el número de impurezas presentes para

evitar que estas obstruyan las tuberías utilizadas para la distribución de agua en

campo, luego se le agrega los fertilizantes previamente preparados en la estación

de premezcla y es distribuida en campo mediante las tuberías principales y las

mangueras de riego.

El riego en el fundo COMPOSITAN se encuentra automatizado mediante el uso

de Unidades Remotas de radiofrecuencia ubicadas en los distintos módulos, los

cuales son controlados desde las estaciones de filtrado para iniciar y parar el riego.

Los 22 pozos tubulares operan un máximo de 18 horas diarias, periodo de tiempo

que no puede ser excedido para no afectar el equilibrio del acuífero. Los pozos

cuentan con medidores de caudal (hidrómetros) con los que se toman las lecturas

diarias y se prepara el reporte mensual que se envía oficialmente a la Autoridad

Nacional del Agua.

Los reservorios son abastecidos según la distribución de pozos indicada en la

Tabla 01:

RESERVORIOS POZOS CP MÓDULO

R1

P01

CP1

MD 01

P03 MD 02

P05 MD 03

P10 MD 04

P11 MD 05

P07 MD 07

R2

P02

CP2

MD 06

P04 MD 08

P06 MD 09

P08 MD 10

P09 MD 11

P12 MD 12

P20 -

P21 -

R3

P13

CP 3,4,5

MD 22

P14 MD 23

P15 MD 24

P17 MD 13

- MD 14

R3B P22 - -



8

R4

P16

CP 3,4,5

MD 15

P18 MD 16

P19 MD 17

MD 18

- MD 19

- MD 20

- MD 21

2.2.Análisis funcional de los Sistemas Analizados

El departamento de MSR está a cargo del mantenimiento de los equipos

mecánicos y eléctricos utilizados para transportar el agua desde el subsuelo hasta

los campos de cultivo.

La delimitación del sistema comprende los equipos mecánicos y eléctricos

utilizados para llevar el agua desde el acuífero hasta el reservorio, estos son

detallados en la Tabla 02:

ITEM EQUIPO

1 MOTOR DE ELECTROBOMBA

2 BOMBA DE ELECTROBOMBA

3 VARIADOR DE ELECTROBOMBA

4 TABLERO DE CONTROL

5 ÁRBOL DE DESCARGA

6 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

7 INFRAESTRUCTURA TUBULAR

8 INFRAESTRUCTURA DE CASETA

De este análisis se excluye las estaciones de filtrado y premezcla, así como los

equipos utilizados para el riego en campo debido al escaso historial de fallas. Los

sistemas analizados son de dos tipos: los pozos que cuentan con electrobombas

tipo turbina vertical y los pozos que cuentan con electrobombas sumergibles.

Tabla 02: Distribución de pozos fundo COMPOSITAN.

Tabla 03: Equipos comprometidos en el sistema a analizar.



9

2.3.Sistema de bombeo con Bomba Sumergible

Este sistema de bombeo está comprendido por una bomba turbina directamente

acoplada a un motor sumergible.

2.3.1. Bomba sumergible

Una bomba sumergible, como indica el nombre es una bomba que se

sumerge en un fluido. Las bombas sumergibles contienen un impulsor

sellado a su carcasa que permite bombear el fluido en el que se encuentran

sumergidas hacia el exterior7.

La bomba se puede conectar con un tubo, manguera flexible o abajo de los

carriles o de los alambres de guía de modo que la bomba siente en "un

acoplador del pie de los platos"7, de tal forma conectándola con la tubería de

salida.

El cuerpo de la bomba de una o varias etapas es el conjunto de tazones e

impulsores. El número de etapas depende de la altura dinámica total y caudal

requeridos. Está provisto de una canastilla para evitar el ingreso de

materiales extraños y una válvula check incorporada que no permite el

regreso del agua bombeada7. Los componentes genéricos de una bomba

sumergible se detallan en la Figura 02.

Figura 01: Delimitación del sistema a analizar.



10

Figura 02: Componentes de bomba sumergible.



11

2.3.2. Motor sumergible

El diseño del motor permite que éste se ubique en la parte inferior lo que

reduce el espacio necesario para la instalación y hace innecesario un eje de

transmisión desde la superficie hasta el cuerpo de la bomba. Los motores

están construidos con bobinado tipo mojado, es decir en contacto directo con

el agua de llenado del motor y están provistos de una membrana goma para

lograr un equilibrio entre las presiones interna y externa7.

Tabla 04: Componentes de bomba sumergible.



12

Durante la aceleración del motor, el empuje de la bomba aumenta mientras

aumenta la carga de salida. En casos donde la carga de la bomba permanece

por debajo de su rango de operación normal durante el arranque y durante la

condición de velocidad a plena marcha, la bomba puede realizar un empuje

hacia arriba. Esto a su vez crea un empuje hacia arriba en el cojinete de

empuje axial del motor.

Los motores sumergibles son diseñados para lubricarse mediante el uso de

agua. La solución de llenado es una mezcla de agua desionizada y glicol

propileno (anticongelante no tóxico). La solución previene el daño por

congelamiento en temperaturas de hasta -40°F (-40°C)7.

La pérdida del líquido en pequeñas gotas no daña el motor, a menos que sea

una cantidad mayor. La válvula de retención del filtro permite que se

reemplace el líquido perdido con agua del pozo en la instalación. Los

componentes genéricos de un motor sumergible se detallan en la Tabla 05.

2.3.3. Variador de frecuencia

Un variador de frecuencia es un sistema para el control de la velocidad

rotacional de un motor de corriente alterna (AC) por medio del control de la

frecuencia de alimentación suministrada al motor7.

El variador de frecuencia regula la velocidad de motores eléctricos para que

la electricidad que llega al motor se ajuste a la demanda real de la aplicación,

reduciendo el consumo energético del motor entre un 20 y un 70%. Un

variador de frecuencia por definición es un regulador industrial que se

encuentra entre la alimentación energética y el motor. La energía de la red

pasa por el variador y regula la energía antes de que ésta llegue al motor para

luego ajustar la frecuencia y la tensión en función de los requisitos del

procedimiento.

Los variadores reducen la potencia de salida de una aplicación, como una

bomba o un ventilador, mediante el control de la velocidad del motor,

garantizando que no funcione a una velocidad superior a la necesaria. El

esquema eléctrico de un variador de frecuencia se detalla en la Figura 4.



13

Tabla 05: Componentes de

motor sumergible.

Figura 03: Esquema de motor

sumergible.



14

2.3.4. Transformador

El transformador es un dispositivo que convierte la energía eléctrica alterna

de un cierto nivel de tensión, en energía alterna de otro nivel de tensión,

basándose en el fenómeno de la inducción electromagnética. Está constituido

por dos bobinas de material conductor, devanadas sobre un núcleo cerrado

de material ferromagnético, pero aisladas entre sí eléctricamente7. La única

conexión entre las bobinas la constituye el flujo magnético común que se

establece en el núcleo. El núcleo, generalmente, es fabricado bien sea de

hierro o de láminas apiladas de acero eléctrico, aleación apropiada para

Figura 04: Esquema eléctrico de variador de frecuencia.



15

optimizar el flujo magnético. Las bobinas o devanados se denominan

primario y secundario según correspondan a la entrada o salida del sistema

en cuestión, respectivamente.

La resistencia de los devanados, la histéresis del núcleo y las corrientes

parásitas producen pérdidas de energía. Las pérdidas de energía debidas a la

resistencia eléctrica de los arrollamientos se denominan pérdidas en el cobre.

Las pérdidas por el efecto de la histéresis y por las corrientes parásitas se

denominan pérdidas en el hierro.

Las pérdidas en el cobre dependen cuadráticamente de la corriente de carga

del transformador, es decir, del cuadrado de la intensidad de cada

arrollamiento8. Las pérdidas en el hierro son prácticamente independientes

del nivel de carga del transformador, pero proporcionales al cuadrado de la

densidad de flujo magnético del núcleo. Así mismo, las pérdidas por

histéresis son proporcionales a la frecuencia eléctrica, mientras que las

corrientes parásitas son proporcionales al cuadrado de la frecuencia.

Figura 04: Esquema de transformador de voltaje.



16

2.3.5. Esquema de instalación

Figura 05: Esquema de sistema de bombeo con bomba sumergible.



17

2.4.Sistema de bombeo con turbina vertical

La bomba turbina vertical HMSS es una unidad de bombeo diseñada para operar

en pozos profundos, cisternas o encapsulada en un barril como elevadora de

presión (booster). Es capaz de soportar una gran fuerza axial (thrust elevado)8. La

construcción vertical reduce el espacio requerido de instalación y permite el uso

de una cimentación sencilla. Existen dos tipos de bombas turbina vertical de

acuerdo al sistema de lubricación empleado: bombas lubricadas por aceite y

bombas lubricadas por agua (o autolubricadas).

2.4.1. Bomba turbina vertical

El cuerpo de la bomba de una o varias etapas, está formado por el conjunto

de tazones e impulsores. El número de etapas depende del ADT, caudal y

velocidad (rpm) requeridos. Los impulsores están fijados al eje por medio de

cuñas cónicas o collets8. Los tazones están equipados con bocinas

reemplazables. Los impulsores varían según la aplicación.

2.4.2. Eje de transmisión

El eje de la bomba turbina vertical se divide en varios tramos. Empezando

de abajo hacia arriba tenemos:

- Primer tramo: Eje de la bomba. Una sola sección sobre la cual están fijos

los impulsores.

- Segundo tramo: Eje de la columna. Compuesto por varias secciones de 10

pies de longitud cuyo número depende de la longitud de la columna8, una

sección de 5 pies de longitud en el extremo inferior y una sección de longitud

variable en el extremo superior.

- Tercer tramo: Eje espaciador. Todas las secciones del eje se unen entre sí

por medio de coples y bridas.

Figura 05: Esquema de eje de transmisión bomba turbina vertical.



18

2.4.3. Columna

La columna está formada por la columna exterior y la columna interior. La

columna exterior comprende los tubos exteriores que se conectan entre sí por

medio de uniones roscadas. La columna interior, formada por el eje de

transmisión y la funda, está centrada en la columna exterior por medio de los

separadores de jebe (arañas)8.

Tabla 06: Componentes de una bomba turbina vertical.



19

Figura 06: Esquema de bomba turbina vertical.



20

2.4.4. Soporte vertical HMSS

El soporte vertical HMSS contiene el conjunto de rodamientos diseñados

para soportar la carga axial y al rachet que evita el giro inverso. Está diseñado

para soportar la carga axial y puede ser acoplado a motores eléctricos

verticales, a cabezales de engranajes o a cabezales mixtos.

Figura 06: Esquema de soporte vertical HMSS.



21

2.5.Recolección de la data de fallas

Los datos de falla de los sistemas de bombeo de aguas subterráneas se obtuvieron

de los registros de operatividad de los pozos tubulares y la base de datos

registrada en el ERP de la empresa. Para ello se elaboró un formato de registro

que permita identificar la cantidad de veces que fallo el sistema, la fecha de inicio

y fin de la falla, así como el subsistema afectado.

POZO 01

INICIO FINAL

PARADAS REGISTRADAS

N°

PARADA

FECHA

INICIO

FECHA

FINAL

SIST.

AFECTADO

1 --- --- ---

2 --- --- ---

3 --- --- ---

4 --- --- ---

5 --- --- ---

2.6.Evaluación del nivel de mantenimiento preventivo

Analizando la cantidad de paradas por fallas imprevistas y cotejando con las

paradas por mantenimientos programados que se presenta en los sistemas

analizados, obtenemos un indicador del nivel de mantenimiento planificado y su

eficacia en los sistemas de bombeo de aguas subterráneas.

Tabla 07: Formato de recolección de data de fallas.

14%

86%

MANTENIMIENTO PROGRAMADO VS NO PROGRAMADO

PROGRAMADAS

NO PROGRAMADAS

Gráfico 01: Nivel de mantenimiento preventivo.



22

Según el gráfico existe un 14% de mantenimiento programado en comparación

con un 86% de mantenimiento no programado lo cual no es un indicador bueno

ya que entre mayor cantidad de paradas imprevistas haya se pierde más horas de

producción y aumentan los costos de mantenimiento, ya que solo se le está

aplicando en gran parte mantenimiento correctivo y un mínimo de porcentaje de

mantenimiento preventivo. Este mantenimiento preventivo se realiza una vez por

año por cada uno de los pozos tubulares, durante un espacio de 12 días, periodo

durante el cual se desmonta la electrobomba para su mantenimiento y posterior

montaje. Este tiempo de parada es aprovechado para dar mantenimiento al tablero

de control y variador, así como a los accesorios de la columna de descarga.

Con los datos de TTF (Tiempos hasta la falla) y DT (Tiempos fuera de servicio)

se puede obtener la disponibilidad de los sistemas analizados, la cual disminuye

al tener demasiadas horas de mantenimiento correctivo.

POZO FUERA DE

SERVICIO

MTTO.

PREVENTIVO

1 3839 969

2 3728 969

3 4242 969

4 3918 969

5 21134 0

6 17623 969

7 1513 969

8 23316 0

9 3488 969

10 2593 969

11 1569 969

12 641 969

13 1849 969

14 1079 969

15 6844 969

DETENCIONES HORAS %

PROGRAMADAS 18734 14%

NO PROGRAMADAS 117350 86%

TOTAL 136084 100%

Tabla 07: Nivel de mantenimiento preventivo.



23

16 7688 969

17 1257 969

18 377 969

19 1595 969

20 4087 969

21 4970 969

22 0 323

El total de horas de disponibilidad teórica de los sistemas analizados en los

periodos de tiempo estudiados es de 507226 horas. Teniendo este dato y la tabla

anterior se puede calcular la disponibilidad de los sistemas de bombeo de aguas

subterráneas:

𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑙𝑒𝑠

𝑇𝑜𝑡𝑎𝑙 𝑑𝑒 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠 𝑑𝑒𝑙 𝑝𝑒𝑟𝑖𝑜𝑑𝑜 𝑎𝑛𝑎𝑙𝑖𝑧𝑎𝑑𝑜× 100

𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 =507226 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠

643310 ℎ𝑜𝑟𝑎𝑠× 100

𝐷𝑖𝑠𝑝𝑜𝑛𝑖𝑏𝑖𝑙𝑖𝑑𝑎𝑑 = 79%

El valor de disponibilidad no aparenta ser un valor crítico, pero cada punto

porcentual menos de disponibilidad implica grandes pérdidas en la producción.

Debido a esto se realizará un análisis de los registros de operatividad de los pozos

que permita identificar donde existe un problema mayor en términos de

confiabilidad del sistema.

2.7.Análisis jerárquico de los sistemas analizados

En esta sección se propone el uso de la técnica AHP (ANALITYC HIERARCHY

PROCESS) para priorizar sistemas y optimizar el proceso de toma de decisiones

relacionadas con el mantenimiento de estos sistemas10, en otras palabras, dentro

del proceso de gestión del mantenimiento, se tienen que tomar decisiones que

permitan orientar los recursos financieros, humanos y tecnológicos, con el fin de

poder desarrollar planes eficientes de mantenimiento, para lo cual es necesario

tomar en cuenta el nivel de criticidad de los distintos sistemas/equipos que

participan en el proceso de producción.

El proceso de análisis jerárquico propone ejecutar los siguientes pasos (Saaty,

1980):

Tabla 08: Resumen de tiempos de parada por mantenimiento

preventivo y correctivo.



24

Definir los criterios de decisión en forma de objetivos jerárquicos.

Evaluar (pesar) los diferentes criterios, sub-criterios y alternativas en

función de su importancia correspondiente en cada nivel.

Evaluar la congruencia de los juicios haciendo uso del radio de

inconsistencia (IR).

Jerarquizar las alternativas y tomar las decisiones correspondientes.

2.7.1. Definición de criterios

La jerarquización se estructura en diferentes niveles: iniciándose en el tope

con la definición del objetivo principal del proceso de jerarquización, luego

se definen los niveles intermedios (criterios y sub-criterios a evaluar) y

finalmente, en el nivel más bajo se describen las alternativas a ser

comparadas10.

Los sistemas de bombeo de aguas subterráneas fueron evaluados bajo los

criterios de: ocurrencia de fallas, costo por reparación, fallas ocultas, costo

por manejo de imagen corporativa, impacto en la seguridad, impacto sobre

el medio ambiente y el costo por falta. Estos criterios fueron seleccionados

en base al modelo integrado de gestión del que dispone la empresa.

2.7.2. Matriz de comparaciones pareadas

En el caso de criterios cuantitativos, es necesario diseñar un método de

priorización que permita cuantificar de forma consistente el peso de cada

criterio a ser analizado.

Figura 07: Estructura de niveles jerárquicos.



25

Comparando la importancia de los criterios evaluándolos 2 a 2, se obtuvo la

siguiente matriz:

𝐴 =

(

144557

0.2511305

0.251130.55

0.20.330.3310.22

0.222516

0.140.20.20.50.171 )

2.7.3. Síntesis de juicios

Una vez que se elabora la matriz de comparaciones pareadas se puede

calcular lo que se denomina prioridad de cada uno de los elementos que se

comparan. A esta parte del AHP se le conoce como sintetización.

PROCEDIMIENTO PARA SINTETIZAR JUICIOS

Paso 1: Sumar los valores en cada columna de la matriz de comparaciones

pareadas.

𝑆𝑈𝑀𝐴𝑇𝑂𝑅𝐼𝐴 → 26 10.75 10.75 4.07 16.20 2.21

Paso 2: Dividir cada elemento de tal matriz entre el total de su columna; a

la matriz resultante se le denomina matriz de comparaciones pareadas

normalizada.

Figura 08: Matriz de comparaciones pareadas y escala de Saaty



26

𝑁 =

(

0.03840.15380.15380.19230.19230.2692

0.02330.09300.09300.27910.04650.4651

0.02330.09300.09300.27910.04650.4651

0.04920.08200.08200.24590.04920.4918

0.01230.12350.12350.30860.06170.3704

0.06470.09050.09050.22630.07540.4526)

Paso 3: Calcular el promedio de los elementos de cada renglón de las

prioridades relativas de los elementos que se comparan.

�̅� =

(

0.03510.10590.10590.25520.07860.4190)

→

(

𝑘𝑓𝑜𝑘𝑠𝑓𝑘𝑚𝑎𝑘𝑖𝑐𝑘𝑐𝑟𝑘𝑐𝑜 )

2.7.4. Razón de consistencia

El AHP ofrece un método para medir el grado de consistencia entre las

opiniones pareadas que proporciona el decisor11. Si el grado de consistencia

es aceptable, puede continuarse con el proceso de decisión. Si el grado de

consistencia es inaceptable, quien toma las decisiones debe reconsiderar y

posiblemente modificar sus juicios sobre las comparaciones pareadas antes

de continuar con el análisis.

De forma más compacta, decimos que A es consistente si y sólo si:

𝐴 ∙ �̅� = 𝑛𝑚á𝑥 ∙ �̅�

(

144557

0.2511305

0.251130.55

0.20.330.3310.22

0.222516

0.140.20.20.50.171 )

(

0.03510.10590.10590.25520.07860.4190)

= 𝑛𝑚á𝑥

(

0.03510.10590.10590.25520.07860.4190)

𝑛𝑚á𝑥 = 6.3402

Como resultado, el AHP calcula la razón de consistencia (RC) como el

cociente entre el índice de consistencia de A y el índice de consistencia

aleatorio.

𝑅𝐶 =𝐼𝐶

𝐼𝐴

Donde IC es el índice de consistencia de A y se calcula como sigue:

𝐼𝐶 =𝑛𝑚á𝑥 − 𝑛

𝑛 − 1= 0.0680



27

IA es el índice de consistencia aleatoria de A, es el índice de consistencia de

una matriz de comparaciones pareadas generada en forma aleatoria. Para

valores de “n” mayores de 10 se recomienda la siguiente fórmula:

𝐼𝐴 =1.98 ∙ (𝑛 − 2)

𝑛 ; 𝐼𝐴 = 1.24

En consecuencia, la razón de consistencia queda determinada como:

𝑅𝐶 =0.0680

1.24= 0.0548 < 0.10 → 𝐿𝑎 𝑚𝑎𝑡𝑟𝑖𝑧 𝑒𝑠 𝑐𝑜𝑛𝑠𝑖𝑠𝑡𝑒𝑛𝑡𝑒.

2.7.5. Modelo de criticidad semicuantitativo “CTR”

El modelo de Criticidad Total por Riesgo (CTR) utilizado, es un proceso de

análisis semicuantitativo, bastante sencillo y práctico, soportado en el

concepto del riesgo, entendido como la consecuencia de multiplicar la

frecuencia de un fallo por la severidad del mismo12.

A continuación, se presentan de forma detallada, las expresiones utilizadas

para jerarquizar los sistemas a partir del modelo CTR:

𝑅 = 𝑂 × 𝑆

Donde:

𝑅: Criticidad Total por Riesgo.

𝑂: Ocurrencia de fallos.

𝑆: Severidad de los eventos de fallos.

Donde se supone además que el valor de las consecuencias (S), se obtiene a

partir de la siguiente expresión:

𝑆 = 𝐹𝑂 × 𝐾𝑓𝑜 + 𝑆𝐹 × 𝐾𝑠𝑓 +𝑀𝐴 × 𝐾𝑚𝑎 + 𝐼𝐶 × 𝐾𝑖𝑐 + 𝐶𝑅 × 𝐾𝑐𝑟 + 𝐶𝑂 × 𝐾𝑐𝑜

Siendo:

𝐹𝑂: Fallas ocultas.

𝑆𝐹: Impacto en la seguridad.

𝑀𝐴: Impacto sobre el medio ambiente.

Tabla 09: Índices de consistencia aleatoria.



28

𝐶𝑅: Coste por reparación.

𝐼𝐶: Coste por manejo de imagen corporativa.

𝐶𝑂: Coste por falta.

Los factores ponderados de cada uno de los criterios evaluados por la

expresión del riesgo se presentan a continuación:

Ocurrencia de fallos

VALORACIÓN DE LA OCURRENCIA VALOR

IMPROBABLE: 1 falla en 20 años 1

REMOTA: 1 falla en 10 años 2

OCASIONAL: 1 falla en 5 años 3

PROBABLE: 1 falla en 1 año 4

FRECUENTE: 1 falla en 1 mes 5

Fallos ocultos

FALLOS OCULTOS FO VALOR

No existen fallas ocultas que puedan generar

fallas múltiples posteriores. 1

Existe una baja posibilidad de que la falla no

sea detectada y ocasione fallas múltiples

posteriores.

2

En condiciones normales la falla siempre

será oculta y generará fallas múltiples

posteriores.

3

Existe una baja posibilidad de que la falla si

sea detectada y ocasione fallas múltiples

posteriores.

4

La falla siempre es oculta y ocasionará fallas

múltiples graves en el sistema. 5

Seguridad física

SEGURIDAD FÍSICA SF VALOR

No afecta. 1

Afecta a una persona y es posible que puede

generar incapacidad de tipo temporal. 2

Afecta de 2 a 5 personas y puede generar

incapacidad de tipo temporal. 3

Afecta a más de 5 personas y puede generar

incapacidad de tipo temporal o permanente. 4

Tabla 10: Valoración de la ocurrencia de fallas.

Tabla 11: Valoración de los fallos ocultos.

Tabla 12: Valoración de la seguridad física de los trabajadores.



29

Genera incapacidad permanente a una o más

personas 5

Impacto sobre el medio ambiente

IMPACTO AL MEDIO AMBIENTE

MA

VALOR

No hay contaminación. 1

Contaminación leve y controlable con

limpieza o contención local, no daña

ecosistema.

2

Contaminación no controlable con limpieza,

afecta de manera leve y reversible a corto

plazo menos de 6 meses, no daña

ecosistema.

3

Contaminación grave controlable, afecta la

disponibilidad de recursos sociales y el

ecosistema, reversible en menos de 3 años.

4

Contaminación grave no controlable, afecta

los recursos sociales y el ecosistema,

reversible en más de 3 años o irreversible.

5

Impacto en la imagen corporativa

IMAGEN CORPORATIVA IC VALOR

No es relevante. 1

Afecta la credibilidad de clientes pero se

maneja con argumentos. 2

Conocimiento local, afecta la credibilidad de

clientes pero se maneja con argumentos e

inversión menor a 1000 dólares.

3

Conocimiento nacional, afecta la

credibilidad de clientes pero se maneja con

argumentos e inversión entre 1000 y 10 000

dólares.

4

Conocimiento internacional, afecta

credibilidad de clientes pero se maneja con

argumentos, inversión mayor a 10 000

dólares.

5

Costo por reparación

COSTO POR REPARACIÓN CR VALOR

Entre 1 y 50 dólares 1


Tabla 13: Valoración del impacto sobre el medio ambiente.

Tabla 14: Valoración del impacto sobre la imagen corporativa.



30


Entre 5001 y 50 000 dólares 4

Mayor a 50 001 dólares 5

Efecto en los clientes

EFECTO EN LOS CLIENTES CO VALOR




Entre 5001 y 50 000 dólares 4

Mayor a 50 001 dólares 5

2.8.Análisis de Pareto de las fallas reportadas

Para realizar el análisis de Pareto se utilizó el registro de operatividad de los

pozos tubulares y la base de datos registrada en el ERP de la empresa, la cual

tuvo que ser clasificada por sistemas.

2.8.1. Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo – General

SISTEMA N°

FALLAS

FREC.

ACUMULADA %

MOTOR DE

ELECTROBOMBA 33 33 37%

BOMBA DE


VARIADOR DE


TABLERO DE CONTROL 7 79 88%

ÁRBOL DE DESCARGA 5 84 93%

SUBESTACIÓN

ELÉCTRICA 4 88 98%

INFRAESTRUCTURA

TUBULAR 2 90 100%

INFRAESTRUCTURA DE

CASETA 0 90 100%

TOTAL 90

Tabla 15: Valoración del impacto sobre los costos de reparación.

Tabla 16: Valoración del efecto en los clientes.

Tabla 17: Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo.



31

2.8.2. Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo Sumergible

SISTEMA N°

FALLAS

FREC.

ACUMULADA %

MOTOR DE


BOMBA DE


VARIADOR DE




SUBESTACIÓN

ELÉCTRICA 2 31 97%

INFRAESTRUCTURA

TUBULAR 1 32 100%

INFRAESTRUCTURA DE

CASETA 0 32 100%

TOTAL 32

2.8.3. Análisis de Pareto Sistemas Turbina Vertical

SISTEMA N°

FALLAS

FRECUENCIA

ACUMULADA %

MOTOR DE


BOMBA DE


VARIADOR DE




SUBESTACIÓN

ELÉCTRICA 3 57 98%

INFRAESTRUCTURA

TUBULAR 1 58 100%

INFRAESTRUCTURA DE

CASETA 0 58 100%

TOTAL 58

Tabla 18: Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo Sumergible.

Tabla 19: Análisis de Pareto Sistemas de Bombeo Turbina Vertical.



32

En los diagramas se muestra los principales sistemas que fallan en los pozos

tubulares con turbina vertical y con bomba sumergible:

SIST. TURBINA VERTICAL SIST. BOMBA SUMERGIBLE

MOTOR DE ELECTROBOMBA MOTOR DE ELECTROBOMBA

BOMBA DE ELECTROBOMBA BOMBA DE ELECTROBOMBA

VARIADOR DE FRECUENCIA VARIADOR DE FRECUENCIA

- TABLERO DE CONTROL

Estos equipos según la teoría de Pareto son el 20% del total de sistemas que

provocan el 80% de las detenciones totales de los sistemas de bombeo de aguas

subterráneas durante el periodo analizado, donde predomina el motor con un total

de 33 imprevistos lo cual nos da una primera información del equipo que

debemos analizar.

Dentro de este 20% también se encuentran la bomba y el variador de frecuencia

para el caso de los sistemas de bombeo con turbina vertical; mientras que para

los sistemas de bombeo con bomba sumergible se tiene a la bomba, el variador y

el tablero de control.

Luego de detectar que el motor es el sistema con mayor cantidad de imprevistos

se procede a realizar un Pareto de segundo orden el cual se enfoca en las fallas

imprevistas en ese sistema para luego identificar la más frecuente y crítica.

2.9.Análisis de Weibull por Método Analítico:

Los resultados del proceso de análisis jerárquico indicaron que el sistema más

crítico es el compuesto por activos del Pozo N° 1, el cual es un sistema de bombeo

sumergible por lo que de acuerdo al análisis de Pareto realizado también se tienen

definidos los subsistemas a analizar. El siguiente paso es realizar un análisis de

las fallas críticas presentadas en este sistema.

2.9.1. Verificación de la tendencia de datos

Debemos elegir cuidadosamente el modelo apropiado de distribución de

probabilidad. Cualquiera que sea el modelo (Normal, Exponencial, Weibull,

LogNormal) debemos verificar que tenga “sentido”.

Tabla 20: Subsistemas críticos analizados.



33

TTF (SEMANAS)

8 12 14 14 15 16 18 21 24 24 23 20 20 19

De los datos adjuntos en la tabla, tabulamos los tiempos hasta la falla para

analizar la tendencia de fallas:

𝐾 = 1 + 3.33𝐿𝑜𝑔10(𝑁) = 5

𝑅 = 𝑋𝑚á𝑥 − 𝑋𝑚í𝑛 = 16

𝐼 =𝑅

𝐾= 3

Donde:

𝑁: Número de datos de la muestra.

𝑅: Rango de valores.

𝐾: Número de intervalos.

INTERVALO FRECUENCIA

8 -11 8 11 1

11 – 14 11 14 1

14 – 17 14 17 4

17 – 20 17 20 2

20 – 23 20 23 3

23 – 26 23 26 3

La tendencia de los datos puede ser modelada a través de la distribución de

Weibull, pues se parece mucho a una función de frecuencia de fallos h(t) con

factor de forma 𝜷 > 1) como se puede apreciar en el Gráfico 05.

2.9.2. Ordenamiento de datos y uso de rango mediana

Para poder trazar la recta de regresión se debe calcular un estimador para la

función de distribución Acumulativa de probabilidad de Fallo F(t). Este

estimador, llamado Rango Mediana RM, es un estimador no paramétrico

basado en el orden de las fallas. Esto implica que la muestra de datos se debe

organizar de menor a mayor (en forma ascendente).

Tabla 21: Data de fallos Sistema de Bombeo Pozo N° 01.

Tabla 22: Data de fallos Sistema de Bombeo Pozo N° 01.



34

𝑅𝑀 =𝑖

𝑁 + 1

2.9.3. Ploteo de recta de regresión en función de distribución de Weibull

Con el valor de RM calculamos los valores “x” e “y” de la recta de regresión

𝑦 = 𝐿𝑛 [𝐿𝑛 [1

1 − 𝑅𝑀]] ; 𝑥 = 𝐿𝑛(𝑡 − 𝛾) ; 𝛾 = 0

𝑦 = 3.674𝑥 − 10.949

𝑅2 = 0.9714

2.9.4. Análisis de ajuste de curvas

Cálculo del índice de Pearson:

También conocido como coeficiente de correlación lineal, el cual nos indica

que tan fuerte o débil es la relación lineal entre los datos, si su valor es más

cercano a 1 hay una fuerte dependencia lineal, por otro lado, si es negativo

nos indica que es una recta decreciente y si es positivo nos indica que es una

recta creciente.

𝜎𝑥 = √∑ 𝑥𝑖

2𝑁𝑖=1

𝑁− (

∑ 𝑥𝑖𝑁𝑖=1

𝑁)

2

𝜎𝑦 = √∑ 𝑦𝑖

2𝑁𝑖=1

𝑁− (

∑ 𝑦𝑖𝑁𝑖=1

𝑁)

2

𝜎𝑥𝑦 =∑ 𝑥𝑖 ∙ 𝑦𝑖𝑁𝑖=1

𝑁− (

∑ 𝑥𝑖𝑁𝑖=1

𝑁)(∑ 𝑦𝑖𝑁𝑖=1

𝑁)

𝑟 =𝜎𝑥𝑦

𝜎𝑥 ∙ 𝜎𝑦

Cálculo del coeficiente de determinación:

𝑟2 = (𝜎𝑥𝑦

𝜎𝑥 ∙ 𝜎𝑦)

2

Cálculo de los parámetros 𝜷 y ɳ:



35

𝛽 =𝑁∑ 𝑥𝑖 ∙ 𝑦𝑖

𝑁𝑖=1 − ∑ 𝑥𝑖

𝑁𝑖=1 ∙ ∑ 𝑦𝑖

𝑁𝑖=1

𝑁∑ (𝑥𝑖)2 − (∑ 𝑥𝑖

𝑁𝑖=1 )

2𝑁𝑖=1

𝛼 =∑ 𝑦𝑖𝑁𝑖=1 − 𝛽∑ 𝑥𝑖

𝑁𝑖=1

𝑁

η = 𝑒−𝛼

𝛽

Concluyéndose:

PENDIENTE: 3.67402103

INTERCEPTO: -10.9493151

PEARSON: 0.98560752

COEF.DETERMINACIÓN: 0.97142218

LOCALIZACIÓN (ϒ) 0

FORMA (β) 3.67402103

ESCALA (η) 19.6917418

ϒ > 0, El sistema de bombeo es intrínsecamente confiable desde el momento

en que fue puesto en servicio hasta que t = ϒ.

β > 1: Hay erosión o desgaste en los componentes móviles del sistema de

bombeo.

Cálculo del MTTF

𝑀𝑇𝑇𝐹 = 𝛾 + 𝜂ɼ (1 +1

𝛽)

𝜎 = 𝜂 [ɼ (1 +2

𝛽) − ɼ2 (1 +

1

𝛽)]2

Para el presente se obtuvo:

MTTF (MESES) 17.764009

DESVIACIÓN ESTÁNDAR 5.3811643

El MTTF es un indicador técnico que mide el tiempo promedio hasta las

fallas en el que es capaz de operar una máquina sin interrupciones, para este

caso se obtuvo un tiempo promedio de operación del sistema de bombeo de

17.76 meses.



36

2.10. Asignación de tareas de mantenimiento

2.10.1. Tareas de Mantenimiento Preventivo

2.10.1.1. Tareas programadas en base a la condición

Conocidas como predictivas, se basan en que los fallos se desarrollan

progresivamente en un periodo de tiempo. Si la evidencia de este modo

de fallo puede ser detectada bajo condiciones normales de operación,

es posible tomar acciones programadas en base a la condición del

activo, que ayuden a prevenir estos modos de fallas y sus

consecuencias2.

El momento en el proceso en el cual es posible detectar que el fallo está

ocurriendo se llama fallo potencial y se define como una condición

física identificable que indica que el fallo funcional está a punto de

ocurrir o que ya está ocurriendo dentro del proceso.

2.10.2. Tareas de restauración y sustitución programada

2.10.2.1. Tareas de Reacondicionamiento

Son las actividades de prevención realizadas a los activos en un

intervalo de frecuencia menor al límite de vida operativo del

activo, en función del análisis de sus funciones en el tiempo.

En este tipo de actividades, el activo es puesto fuera de servicio,

se realiza una inspección general y se reemplazan (si es

necesario), las piezas defectuosas1. A estas tareas se les conoce

como Overhauls o Mantenimiento de tiempo directo Intrusivo.

2.10.2.2. Tareas de Sustitución

Se orienta específicamente hacia el reemplazo de componentes o

partes usadas de un activo a un intervalo temporal inferior al de

su vida útil (antes del fallo)2.

Esta actividad devolverá la condición original del componente

(reemplaza uno viejo por uno nuevo). Estas tareas simplemente

inciden en los componentes, mientras que las tareas de

reacondicionamiento involucran a todos los componentes de un



37

equipo mayor, además que un Overhaul no implica la sustitución

de piezas, sino que puede limitarse a acciones de limpieza,

reparación o inspección.

2.10.2.3. Tareas de búsqueda de fallas ocultas

Los modos de fallos ocultos no tienen consecuencias directas, pero

sus consecuencias pueden propiciar la aparición de fallos múltiples

dentro de un contexto operacional. Se presentan por lo general en

dispositivos de seguridad y control3.

Un camino para evitar fallos múltiples es tratar de disminuir la

probabilidad de ocurrencia de fallos ocultos, chequeando

periódicamente si la función oculta está trabajando correctamente.

2.10.3. Tareas de Mantenimiento Reactivo

2.10.3.1. Cambio de especificaciones

Se refiere a cambios en la capacidad de uno de los tres elementos

del sistema:

Un cambio de la configuración física del activo (Rediseño).

Incluye: Cambio de Especificaciones de un componente,

agregar un nuevo elemento, reemplazar la máquina completa,

re localización de la máquina, etc.

Un cambio de un proceso o procedimiento que afecta la

operación del activo.

Cambio en la capacidad de las personas involucradas en la

operación o mantenimiento del activo (Entrenamiento del

Personal de Operaciones y Mantenimiento).

2.10.3.2. Operar hasta fallar (Run to Failure)

Mantenimiento para equipos no críticos, riesgo bajo.

Equipos que no desempeñan una función importante en el

sistema o subsistema.



38

Si no aplica ninguno de los siguientes criterios lleve el

componente a FALLA:

La falla resulta en una gran reparación o reemplazo.

El equipo lleva a falla a otros equipos externos en cascada.

El equipo proporciona un papel de apoyo al mantenimiento

o un proceso secundario.

Una tarea simple es posible mantener la confiabilidad del

equipo.

2.10.4. Correlación entre la criticidad y el tipo de actividad a asignar

NIVEL DE CRITICIDAD TIPO DE MANTENIMIENTO

CRÍTICAS

Las tareas que están con factor de Riesgo

rojo [10,25] son las que el equipo RCM

tomará para realizar las mejores

recomendaciones de Mantenimiento.

MEDIAS

Las tareas de riesgo amarillo [5,10> son

las que el equipo RCM decide hacerle

recomendaciones de mantenimiento para

prevenir las fallas.

BAJAS

Las tareas de riesgo verde [1,5> son las

que generalmente se llevan a la falla o

por mantenimiento correctivo

Tabla 23: Correlación criticidad – tarea de mantenimiento.



39

RESULTADOS

En el Gráfico 02 se muestra el diagrama de Pareto de los Sistemas de Bombeo de manera

general, obteniéndose como conclusión que los sub-sistemas a analizar serían el motor,

la bomba y el variador de velocidad.

En el Gráfico 03 se muestra el diagrama de Pareto de los Sistemas de Bombeo

Sumergibles, obteniéndose como conclusión que los sub-sistemas a analizar son el motor,

la bomba, el variador y el tablero de control.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

05

101520253035

DIAGRAMA DE PARETO - GENERAL

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0

2

4

6

8

10

12

DIAGRAMA DE PARETO - ELECTROBOMBA SUMERGIBLE

Gráfico 02: Análisis de Pareto de Sistemas de Bombeo.

Gráfico 03: Análisis de Pareto de Sistemas de Bombeo Sumergible.



40

En el Gráfico 04 se muestra el diagrama de Pareto de los Sistemas de Bombeo Verticales,

obteniéndose como conclusión que los sub-sistemas a analizar son el motor, la bomba, el

variador de velocidad.

En el Gráfico 05 se muestra la tendencia de las fallas ocurridas en el Pozo 01,

concluyéndose que puede ser modelada mediante una función de Weibull.

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

0

5

10

15

20

25

DIAGRAMA DE PARETO - ELECTROBOMBA TURBINA VERTICAL

0

1

2

3

4

5

6

8 -11 11 - 14 14 - 17 17 - 20 20 - 23 23 - 26

FRECUENCIA DE CLASE

Gráfico 04: Análisis de Pareto de Sistemas de Bombeo Turbina Vertical.

Gráfico 05: Análisis de tendencia de frecuencia de fallas Pozo N° 01.



41

En el Gráfico 06 se muestra la recta de regresión mediante la cual se ajustan los valores

que se utilizarán para el modelamiento matemático de las funciones de confiabilidad.

En los Gráficos 07, 08, 09 y 10 se observa la representación matemática de las funciones

de confiabilidad del sistema de bombeo del Pozo 01, cuyo comportamiento permitió

determinar el modo de falla que se presenta en los equipos y el tiempo estimado hasta la

falla, permitiendo de esta manera determinar un periodo óptimo para el reemplazo de

componentes.

y = 3.674x - 10.949R² = 0.9714

-4

-3.5

-3

-2.5

-2

-1.5

-1

-0.5

0

0.5

1

1.5

2 2.2 2.4 2.6 2.8 3 3.2 3.4

RECTA DE REGRESIÓN

0

0.01

0.02

0.03

0.04

0.05

0.06

0.07

0.08

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

f(t)

TTF (SEMANAS)

FUNCIÓN DE DENSIDAD DE PROBABILIDAD DE FALLA f

Gráfico 06: Recta de regresión de frecuencia de fallas Pozo N° 01.

Gráfico 07: Función de densidad de probabilidad de falla Pozo N° 01.



42

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

F(t)

TTF (SEMANAS)

FUNCIÓN ACUMULADA DE PROBABILIDAD DE FALLA F

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

R(t

)

TTF (SEMANAS)

FUNCIÓN ACUMULADA INVERSA DE PROBABILIDAD DE FALLA R

Gráfico 08: Función acumulada de probabilidad de falla Pozo N° 01.

Gráfico 09: Función acumulada inversa de probabilidad de falla Pozo N° 01.



43

En la Tabla 24 se muestran los resultados del proceso de análisis jerárquico, donde se

encuentran ordenados todos los activos de acuerdo a su criticidad, permitiendo conocer

su importancia dentro del proceso y facilitando la toma de decisiones al momento de

asignar estrategias de mantenimiento.

En la Tabla 25 se muestra la matriz de Análisis de Modos y Efectos de Fallas (FMEA)

del subsistema Bomba Sumergible perteneciente al Sistema de Bombeo del Pozo N° 1.

En la matriz se encuentra detallada las estrategias adecuadas para cada modo de falla de

acuerdo a la criticidad de la misma.


del subsistema Motor Sumergible perteneciente al Sistema de Bombeo del Pozo N° 1. En

la matriz se encuentra detallada las estrategias adecuadas para cada modo de falla de


0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35

h(t

)

TTF (SEMANAS)

FUNCIÓN FRECUENCIA DE FALLAS h

Gráfico 10: Función frecuencia de falla Pozo N° 01.



44


del subsistema Variador de Frecuencia perteneciente al Sistema de Bombeo del Pozo N°

1. En la matriz se encuentra detallada las estrategias adecuadas para cada modo de falla

de acuerdo a la criticidad de la misma.


del subsistema Tablero de Control perteneciente al Sistema de Bombeo del Pozo N° 1.

En la matriz se encuentra detallada las estrategias adecuadas para cada modo de falla de




45

LISTA DE EQUIPOS DE BOMBEO O

Kfo Ksf Kma Kic Kor Koc

R 0.0352 0.1060 0.1060 0.2552 0.0786 0.4190

FO Kfo x FO SF Ksf x SF MA Kma x MA IC Kic x IC OR Kor x OR OC Koc x OC

MOTOR ELECTROBOMBA POZO 01-F1/CP 4 3 0.1056 4 0.4239 2 0.2119 2 0.5104 3 0.2358 2 0.8381 9.3030


MOTOR ELECTROBOMBA POZO 07/CP 4 3 0.1056 4 0.4239 2 0.2119 2 0.5104 3 0.2358 2 0.8381 9.3030

TABLERO VE POZO 06-F2/CP 4 5 0.1760 4 0.4239 1 0.1060 2 0.5104 2 0.1572 2 0.8381 8.8462

BOMBA ELECTROBOMBA POZO 07/CP 3 3 0.1056 4 0.4239 3 0.3179 2 0.5104 3 0.2358 3 1.2571 8.5523

BOMBA ELECTROBOMBA POZO 02-F2/CP 3 3 0.1056 4 0.4239 3 0.3179 2 0.5104 3 0.2358 3 1.2571 8.5523

























46





















TABLERO VE POZO 18-3B/CP 2 5 0.1760 4 0.4239 1 0.1060 2 0.5104 2 0.1572 2 0.8381 4.4231


SUBESTACIÓN ELECTRICA POZO 11/CP 2 3 0.1056 4 0.4239 1 0.1060 2 0.5104 2 0.1572 2 0.8381 4.2823





HIDROMETRO ARAD WT I POZO 06/CP 2 1 0.0352 1 0.1060 2 0.2119 3 0.7656 2 0.1572 1 0.4190 3.3900







47

VÁLVULA CHECK 8" T/WAFER POZO 03/CP 2 2 0.0704 1 0.1060 2 0.2119 2 0.5104 1 0.0786 1 0.4190 2.7928


































48





























MANIFOLDS DESCARGA FE POZO 01/CP 1 1 0.0352 2 0.2119 1 0.1060 1 0.2552 2 0.1572 1 0.4190 1.1846






49

















VÁLVULA MARIPOSA POZO 01-F1/CP 1 2 0.0704 1 0.1060 2 0.2119 1 0.2552 1 0.0786 1 0.4190 1.1412

VÁLVULA AIRE 2" POZO 01/CP 1 2 0.0704 1 0.1060 2 0.2119 1 0.2552 1 0.0786 1 0.4190 1.1412

VÁLVULA MARIPOSA POZO 03/CP 1 2 0.0704 1 0.1060 2 0.2119 1 0.2552 1 0.0786 1 0.4190 1.1412
















50

























Tabla 24: Jerarquización de activos de acuerdo a su criticidad.



51

SISTEMA DE BOMBEO DE AGUAS SUBTERRANEAS - SUMERGIBLE

SUBSISTEMA BOMBA SUMERGIBLE

FUNCIÓN FALLA FUNCIONAL MODOS DE

FALLA EFECTOS DE FALLA O


S R TIPO DE DECISIÓN

TAREA DE

MANTENIMIENT

O

FRECUENCI

A (horas) 0.04 0.11 0.11 0.26 0.08 0.42

F

O

Kfo

X

FO

S

F

Ksf

X

SF

M

A

Km

a X

MA

I

C

Kic

X

IC

O

R

Kor

X

OR

O

C

Koc

X

OC

1

Bombear agua a

un caudal de 70

Lt/s y a una

presión de 30

bar.

1

Pérdida parcial del

caudal de agua

bombeada por falla

en los impulsores de

bomba

1

Desgaste de los

impulsores de

bomba por

interacción con

partículas de

arena presentes

en el agua

bombeada.

Disminución del caudal de agua en

la descarga de la bomba, vibración

excesiva de la bomba, presencia de

partículas metálicas en el agua

bombeada. Elevado consumo de

potencia.

3 3 0.1

1 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 4

0.3

1 4

1.6

8

3.1

4 9.4 Basadas en condición

Inspección del estado

de los impulsores

14 meses /

10000 h

2

Desgaste de los

collet de los

impulsores por

interacción con

partículas de

arena presentes

en el agua

bombeada.

4 3 0.1

1 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6

4

10.

6

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de los collet

de los impulsores

14 meses /

10000 h

3

Impulsor de

bomba gira a la

deriva con

respecto al eje

de la bomba por

mal ajuste del

collet al

momento del

ensamblaje.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h

4

Impulsor

desbalanceado

por corrosión

por picadura

debido a la

presencia de

aire en el

interior de la

bomba.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 4

0.3

1 4

1.6

8

3.1



de los impulsores

14 meses /

10000 h

2

Pérdida total del

caudal de agua

bombeada por falla

en los impulsores de

bomba

1

Impulsor de

bomba atorado

por

contaminación o

agentes

extraños.

No hay descarga de agua, ruido

anormal, elevado consumo de

potencia.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 2

0.1

6 2

0.8

4

2.2

2 4.4

Correctivo (no

programado)

Desmontaje de cuerpo

de bomba para

limpieza de los

impulsores

NA

2

Impulsor de

bomba atascado

debido al

agarrotamiento

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 2

0.1

6 2

0.8

4

2.2


Inspección de los

componentes móviles

de la bomba

14 meses /

10000 h



52

del eje de

bomba.

2


caudal de agua

bombeado por falla

en los tazones de

bomba

1

Desgaste de la

bocina de los

tazones de

bomba por

fricción con eje

de bomba.



excesiva de la bomba, fuga por las

juntas de los tazones, presencia de

partículas metálicas en el agua

bombeada, presión insuficiente en la

descarga. Elevado consumo de

potencia.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6

0 7.8

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de bocinas de

los tazones

14 meses /

10000 h

2

Deterioro del

cuerpo de los

tazones de

bomba por

erosión debido a

las partículas de

arena presentes

en el agua

bombeada.

4 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 4

0.3

1 4

1.6

8

3.1

0 12.

4

Preventivo

(Reacondicionamiento

)

Relleno y maquinado

de tazones de bomba

14 meses /

10000 h

3

Desalineamient

o de eje de

bomba por mal

ajuste de las

bocinas de los

tazones de

bomba al

momento del

ensamblaje.

1 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 2

0.1

6 2

0.8

4

2.1


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h

4

Deterioro del

cuerpo de los

tazones de

bomba por

corrosión por

picadura debido

a la presencia de

aire en el

interior de la

bomba.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 4

0.3

1 4

1.6

8

3.1

0 9.3

Preventivo

(Reacondicionamiento

)

Relleno y maquinado

de tazones de bomba

14 meses /

10000 h

3


caudal de agua

bombeado por falla

en el eje de bomba

1

Eje de bomba se

encuentra

doblado por mal

manejo en el

transporte o en

el ensamblado.



excesiva de la bomba. Elevado

consumo de potencia.

2 2 0.0

7 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 3

0.2

4 3

1.2

6

2.7


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h

2

Fatiga del

material del eje

de bomba

debido a

problemas de

vibraciones.

2 2 0.0

7 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 3

0.2

4 3

1.2

6

2.7



del eje de la bomba

14 meses /

10000 h

3

Eje de bomba se

encuentra

desbalanceado.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 3

0.2

4 3

1.2

6

2.7



del eje de la bomba

14 meses /

10000 h

4

Eje de la bomba

se encuentra

desacoplado con

respecto al eje

del motor.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 2

0.1

6 2

0.8

4

2.2


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h



53

5

Eje de la bomba

se encuentra

desalineado con

respecto al eje

del motor.

4 2 0.0

7 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 2

0.1

6 2

0.8

4

2.2


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h

4

Pérdida total del

caudal de agua

bombeada por falla

en el eje de bomba

1

Eje de bomba

atorado por

agarrotamiento

de las bocinas

de los tazones

de bomba.



potencia.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 3

0.2

4 3

1.2

6

2.7


Inspección de los


de la bomba

14 meses /

10000 h

2

Ruptura de eje

de bomba por

funcionamiento

a caudales

superiores a los

de diseño.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 5

0.3

9 5

2.1

0

3.7

1 7.4

Correctivo (cambio de

especificaciones)

Capacitar al personal

sobre los parámetros

de funcionamiento de

la bomba

NA

3

Ruptura de eje o

cople de bomba

por juego

incorrecto de los

impulsores de

bomba.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 5

0.3

9 5

2.1

0

3.7


Inspección del

ensamblaje de los

componentes de la

bomba

14 meses /

10000 h

4

Ruptura de eje o

cople de bomba

por

atascamiento de

cuerpo extraño

en el interior de

los impulsores

de bomba.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 5

0.3

9 5

2.1

0

3.7


Inspección de la

canastilla de succión

de la bomba

14 meses /

10000 h

5


caudal de agua

bombeada por falla

en la válvula check

1

Desgaste de la

empaquetadura

de la válvula

check por

interacción con

partículas de

arena presentes

en el agua

bombeada.


la descarga de la bomba, presión

insuficiente en la descarga. Se corre

el riesgo de que se produzca el

golpe de ariete.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 2

0.1

6 2

0.8

4

2.1

1 6.3

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de

empaquetadura de

válvula check

14 meses /

10000 h

2

Desgaste de los

asientos de

válvula por

interacción con

partículas de

arena presentes

en el agua

bombeada.

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6


Inspección de los

asientos de válvula

check

14 meses /

10000 h

3

Ruptura de

resorte de

válvula check

por fatiga del

material.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 2 0.21 3

0.7

7 3

0.2

4 3

1.2

6

2.8

2 5.6

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de resorte de

válvula check

14 meses /

10000 h

4

Erosión del

cono de válvula

check por

erosión

producida por la

arena presente

3 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6


Inspección del cono

de la válvula check

14 meses /

10000 h



54

en el agua

bombeada.

5

Desgaste de

bocina de

válvula check

por tiempo de

vida.

2 2 0.0

7 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 3

0.2

4 3

1.2

6

2.6

0 5.2

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de bocina de

válvula check

14 meses /

10000 h

6

Pérdida total del

caudal de agua

bombeada por falla

en la válvula check

1

Válvula check

instalada en

sentido

contrario. No hay descarga de agua, ruido


potencia.

1 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 1

0.0

8 1

0.4

2

1.7

2 1.7

Correctivo (cambio de

especificaciones)


sobre el correcto

ensamblaje de

bombas sumergibles

NA

2

Atascamiento

de la bocina de

la válvula check

por

arenamiento.

2 1 0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 2

0.1

6 2

0.8

4

2.2

2 4.4

Correctivo (no

programado)

Desmontaje del

cuerpo de bomba para

limpiar la bocina de

válvula check

NA

7

Pérdida total del

caudal de agua

bombeada por falla

en la canastilla de

succión

1

Obstrucción

total de la

canastilla de

succión por

presencia de

cuerpos

extraños.

No hay descarga de agua, elevado

consumo de potencia. 3 1

0.0

4 3

0.3

2 1 0.11 3

0.7

7 1

0.0

8 1

0.4

2

1.7

2 5.2

Correctivo (no

programado)

Bombear agua en

sentido contrario /

Desmontaje de cuerpo

de bomba para

limpiar canastilla de

succión

NA

2

Dar sostén al

motor eléctrico

sumergible

1

No brinda sostén al

motor eléctrico

sumergible

1

Pernos de la

linterna del

motor

desgastados por

tiempo de vida. Disminución del caudal de agua en

la descarga de la bomba, ruido

anormal, vibración excesiva de la

bomba. Elevado consumo de

potencia.

2 3 0.1

1 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 2

0.1

6 2

0.8

4

2.1

4 4.3

Preventivo

(Reemplazo

programado)

Cambio de pernos de

linterna de motor

sumergible

14 meses /

10000 h

2

Pernos de la

linterna del

motor

desgastados por

vibración

producida por

sobrecarga

sostenida del

motor eléctrico.

2 3 0.1

1 3

0.3

2 2 0.21 2

0.5

1 2

0.1

6 2

0.8

4

2.1

4 4.3

Correctivo (no

programado)



de funcionamiento de

la bomba

NA

3

Linterna del

motor eléctrico

se desprende

por mal ajuste

de los pernos.

No hay descarga de agua,

parámetros de funcionamiento del

motor anormales.

1 1 0.0

4 3

0.3

2 3 0.32 3

0.7

7 5

0.3

9 5

2.1

0

3.9

2 3.9

Correctivo (no

programado)


sobre el correcto

ensamblaje de

bombas sumergibles

NA

Tabla 25: Matriz FMEA del subsistema Bomba Sumergible – Pozo N°01.



55


SUBSISTEMA MOTOR SUMERGIBLE

FUNCIÓN FALLA FUNCIONAL MODOS DE

FALLA EFECTOS DE FALLA O


S R TIPO DE

DECISIÓN

TAREA DE

MANTENIMIENTO

FRECUENCIA

(horas) 0.04 0.11 0.11 0.26 0.08 0.42

FO

Kfo

X

FO

SF

Ksf

X

SF

MA

Kma

X

MA

IC

Kic

X

IC

OR

Kor

X

OR

OC

Koc

X

OC

1

Transmitir

una

potencia de

200 HP al

eje de la

bomba

sumergible,

con un

voltaje de

440 V

1

Pérdida parcial de

potencia por falla en el

cable de alimentación

1

Aislamiento

defectuoso de

una de las tres

líneas de

alimentación.

Disminución del caudal de agua

bombeado, parámetros de

funcionamiento del motor anormal,

aumento de la temperatura del motor.

El motor se pude detener

repentinamente.

3 2 0.07 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.65 7.9 Basadas en

condición

Inspección del nivel

de aislamiento del


1 mes / 600

horas

2

La conexión

Y/D del motor

no es la

correcta.

1 1 0.04 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.61 2.6

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la

correcta instalación de

motores eléctricos

NA

3

Consumo

desequilibrado

por conexión a

tierra de uno de

los conductores.

2 2 0.07 2 0.21 1 0.11 2 0.51 2 0.16 2 0.84 1.89 3.8

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA

4

Empalme

eléctrico

defectuoso.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 2 0.51 2 0.16 2 0.84 1.96 3.9

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA

2

Pérdida total de

potencia por falla en el


1

Cables de

alimentación del

motor cortados

por mal

montaje.

No hay descarga de agua, no se

registra parámetros de funcionamiento

del motor. El motor se detiene

repentinamente.

4 1 0.04 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.72 10.9

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA

2

Empalme

eléctrico

defectuoso.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 2 0.51 2 0.16 2 0.84 1.96 3.9

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA

3

Pérdida parcial de

potencia por falla en

los bobinados del

motor

1

Consumo

desequilibrado

por conexión a

tierra de uno de

los bobinados. Disminución del caudal de agua

bombeado, parámetros de

funcionamiento del motor anormal,

aumento de la temperatura del motor.

El motor se pude detener

repentinamente.

2 2 0.07 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.75 5.5

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA

2

Aislamiento

defectuoso de

los bobinados

del motor.

3 3 0.11 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.79 8.4 Basadas en

condición

Inspección del nivel

de aislamiento del

motor eléctrico

1 mes / 600

horas

3

Refrigeración

escasa de los

bobinados del

motor.

3 2 0.07 2 0.21 2 0.21 2 0.51 2 0.16 2 0.84 2.00 6.0

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Instalación de una

camisa de

enfriamiento al motor

eléctrico

NA

4 Pérdida total de

potencia por falla en 1

Conexión

interna

incorrecta de las

No hay descarga de agua, no se



2 1 0.04 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.61 5.2

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Inspección de los

parámetros de puesta

en marcha del motor

NA



56

los bobinados del

motor

bobinas del

motor.

repentinamente. Las bobinas del motor

presentar un color oscuro. El daño no

suele ser inmediato, se va perdiendo

calidad en el aislamiento del bobinado

produciendo el fallo pasado un

tiempo. 2

Quemado de

bobinado del

motor por

sobretensión o

subtensión en el

suministro de

energía.

3 2 0.07 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.61 10.8

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Instalación de

elementos de

protección del motor

NA

3

Quemado de

bobinado del

motor por

bloqueo del

impulsor o

refrigeración

escasa.

2 1 0.04 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.58 7.2 Basadas en

condición

Inspección de los

parámetros de

funcionamiento del

motor

Diario

4

Quemado de

bobinado del

motor por

fricción

excesiva del

impulsor o

rodamiento en

mal estado.

2 2 0.07 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.61 7.2

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de

rodamientos del

motor

14 meses /

10000 horas

5

Quemado de

bobinado del

motor por cables

de alimentación

demasiado

largos o de

sección

insuficiente.

1 1 0.04 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.58 3.6

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Cambio de

dimensiones del cable

de alimentación

NA

6

Quemado de

bobinado del

motor por alta

densidad o

temperatura del

fluido

bombeado.

1 1 0.04 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.58 3.6 Basadas en

condición

Inspección de la

canastilla de succión

de la bomba

14 meses /

10000 horas

7

Quemado de

bobinado del

motor por

contacto con el

agua debido a

fugas en el sello

mecánico. No hay descarga de agua, no se



repentinamente. Suelen apreciarse por

tono azul o violeta en la zona cercana

a las barras rotóricas y anillos en

cortocircuito.

2 2 0.07 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.61 7.2

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de sello

mecánico del motor

14 meses /

10000 horas

8

Quemado de

bobinado del

motor por

protectores

térmicos

fundidos.

2 3 0.11 4 0.42 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.75 7.5

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de

protectores térmicos

del motor eléctrico

14 meses /

10000 horas

9

Quemado de

bobinado del

motor por fatiga

térmica.

3 2 0.07 4 0.42 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.72 11.2

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la

correcta operación de

los motores eléctricos

NA

5

Pérdida parcial de


los elementos de

1

Eje del motor se

encuentra

doblado por mal

manejo en el

Disminución del caudal de agua en la

descarga de la bomba, vibración

excesiva del motor. Elevado consumo

2 2 0.07 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.75 5.5

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la


motores eléctricos

NA



57

transmisión de

potencia

transporte o en

el ensamblado.

de potencia, recalentamiento del

motor.

2

Eje del motor se

encuentra

desbalanceado.

3 3 0.11 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.68 8.0

Preventiva

(reemplazo

programado)

Balanceo del eje del

motor eléctrico

14 meses /

10000 horas

3

Eje del motor se

encuentra

desacoplado con

respecto al eje

de la bomba.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.47 6.9 Basadas en

condición

Inspección del

ensamblaje del motor

eléctrico

14 meses /

10000 horas

4

Eje del motor se

encuentra

desalineado con

respecto al eje

de la bomba.

3 2 0.07 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.65 7.9 Basadas en

condición

Inspección del

ensamblaje del motor

eléctrico

14 meses /

10000 horas

5

Cojinete de

empuje axial se

encuentra en

mal estado.

2 2 0.07 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.65 5.3

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de cojinete de

empuje axial del

motor eléctrico

14 meses /

10000 horas

6

Desalineamiento

de eje por rotura

de chaveta de

cojinete de

empuje axial.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.72 5.4

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de chaveta

del cojinete de

empuje axial

14 meses /

10000 horas

7

Desgaste de las

bocina del

motor por

fricción con eje

del motor.

3 2 0.07 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.65 7.9 Basadas en

condición

Inspección del

alineamiento del eje


14 meses /

10000 horas

8

Rozamiento

entre rotor y

estator por

desalineamiento

de eje del motor.

2 2 0.07 2 0.21 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.65 5.3 Basadas en

condición

Inspección del

alineamiento del eje


14 meses /

10000 horas

6

Pérdida total de


los elementos de

transmisión de

potencia

1

Eje del motor

atorado por

agarrotamiento

de las bocinas

del soporte

superior de la

bomba.



potencia.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.47 6.9

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de bocinas


14 meses /

10000 horas

2

Ruptura de eje

del motor por

funcionamiento

a cargas

superiores a los

de diseño.

2 1 0.04 3 0.32 1 0.11 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.47 6.9

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre la

correcta operación de

los motores eléctricos

NA

3

Ruptura de eje o

cople del motor

por

atascamiento de

las bocinas del

soporte superior

del motor por

falta de

lubricación.

2 1 0.04 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.58 7.2 Basadas en

condición

Inspección del

ensamblaje de


del motor

14 meses /

10000 horas

4

Ruptura de eje o

cople del motor

por

2 1 0.04 3 0.32 2 0.21 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.58 7.2 Basadas en

condición


del cojinete de

empuje axial

14 meses /

10000 horas



58

atascamiento del

cojinte de

empuje axial por

falta de

lubricación.

2

Brindar

protección

y soporte

tanto a los

bobinados

como a los

elementos

de

transmisión

de potencia

del motor

1

Deterioro de la

estructura externa del

motor

1

Inestabilidad en

los soportes del

motor por mal

ajuste de los

pernos

prisioneros.

Daño de la estructura de soporte del

motor, cortocircuito de las bobinas del

motor por la filtración de agua. No

hay descarga de agua.

1 3 0.11 2 0.21 1 0.11 2 0.51 2 0.16 2 0.84 1.93 1.9

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre el

correcto ensamblaje

de motores eléctricos

NA

2

Filtración de

agua al interior

del motor por

mala colocación

de las

empaquetaduras

en las juntas de

de los soportes

del motor.

1 2 0.07 3 0.32 3 0.32 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.96 3.0

Correctivo

(cambio de

especificaciones)

Capacitación al

personal sobre el

correcto ensamblaje

de motores eléctricos

NA

3

Implosión del

soporte superior

del motor por

falla de la

válvula de purga

de aire.

2 4 0.14 3 0.32 3 0.32 4 1.02 4 0.31 4 1.68 3.79 7.6

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de válvula de

aire del motor

eléctrico

14 meses /

10000 horas

4

Recalentamiento

del motor por

deterioro de la

camisa de

refrigeración del

motor.

2 2 0.07 3 0.32 2 0.21 2 0.51 2 0.16 2 0.84 2.11 4.2

Preventiva

(reemplazo

programado)

Cambio de la camisa

de enfriamiento del

motor

14 meses /

10000 horas

Tabla 26: Matriz FMEA del subsistema Motor Sumergible – Pozo N°01.



59


SUBSISTEMA VARIADOR DE FRECUENCIA

FUNCIÓN FALLA

FUNCIONAL

MODOS DE

FALLA

EFECTOS DE

FALLA O


S

R =

P X

S

TIPO DE DECISIÓN TAREA DE

MANTENIMIENTO

FRECUENCIA

(horas) 0.04 0.11 0.11 0.26 0.08 0.42

FO

Kfo

X

FO

SF

Ksf

X

SF

MA

Kma

X

MA

IC

Kic

X

IC

OR

Kor

X

OR

OC

Koc

X

OC

1

Controlar

la

frecuencia

de

rotación

del motor

eléctrico

1

Pérdida del

control de

frecuencia por

avería eléctrica

1

Pérdida de

potencia en el

variador por

fallo en el

fusible

El motor se

detiene, se

pierde la

frecuencia de

rotación del

motor.

2 3 0.11 3 0.32 2 0.21 3 0.77 4 0.31 4 1.68 3.39 6.8 Inspección operativa

(Tareas de TPM)


de los fusibles Diario

2

Disparo en la

intensidad por

fallo en los

IGBT.

3 3 0.11 5 0.53 2 0.21 3 0.77 4 0.31 4 1.68 3.60 10.8 Correctivo (No

programado) Cambio de IGBTs NA

2

Fallo 01 BAJA

Vcc: Tensión de

la red eléctrica

ha bajado

demasiado.

1 Interrupción de

la red eléctrica.

Pérdida del

control de la

frecuencia de

giro del motor

eléctrico.

Funcinamiento

inestable e

intermiotente

del motor

eléctrico.

Parámetros de

funcionamiento

del motor

registrados por

el variador de

frecuencia son

erróneos o no

se registran.


(Tareas de TPM)

Inspección de los

cables de

alimentación.

Diario

3

Falllo 02 ALTA

Vcc: Tensión en

el bus CC ha

alcanzado un

nivel peligroso.

1

Elevado pico de

tensión en la

red.


(Tareas de TPM)

Inspección de los

parámetros de

consumo de energía.

Diario

2

Regeneración

excesiva de la

carga, o rampa

de deceleración

muy rápida.

2 3 0.11 4 0.42 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.38 4.8 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

3 Fallo a tierra en

el motor. 2 3 0.11 5 0.53 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.49 5.0

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

4

Fallo 03 ALTA

Vcc FT: La

tensión en el bus

CC ha

alcanzado un

nivel peiligroso.

1

Demasiada

tensión en la red

durante tiempo

prolongado.

3 3 0.11 5 0.53 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.85 8.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2 Fallo a tierra en

el motor. 2 3 0.11 5 0.53 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.49 5.0

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

5

Fallo 04 FLL

ALIMEN:

Desequilibrio

tensión entre

fases de entrada.

1 Pérdida de fase

del motor. 3 3 0.11 4 0.42 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.64 7.9

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2

Fallo en el

fusible o en las

bobinas del

motor.


(Tareas de TPM)


de los fusibles Diario

6

Fallo 05 FLL

CG S/W:

Software

cargado

incorrectamente.

1

Error de

transmisión de

datos.

2 5 0.18 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.35 4.7 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2 Revisiones

incompatibles 2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 4.6

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA



60

de software y

hardware.

7

Fallo 06 FLL

EEPROM: La

memoria no

volátil

(EEPROM) está

defectuosa.

1

Fallo del

circuito

integrado.

3 5 0.18 3 0.32 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.71 8.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

8

Fallo 07 FLL

DISP I: La

corriente de

salida ha

alcanzado un

nivel peligroso.

1

Cortocircuito,

fallo de

cableado, fallo

del circuito,

fallo del motor.

3 3 0.11 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 3.00 9.0 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

9

Fallo 08

U+IGBT, 09

V+IGBT, 10

W+IGBT, 11 U-

IGBT, 12 V-

IGBT, 13 W-

IGBT, 14 NEG

IGBT: La

protección

automática del

semiconductor

de potencia

interno ha

actuado.

1

Cortocircuito,

sobrecorriente

extrema,

sobrecarga del

equipo.

3 3 0.11 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 3.00 9.0 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2

Fallo de

cableado, fallo

de circuito,

desaturación

IGBT, fallo

IGBT.

3 5 0.18 4 0.42 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.71 8.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

10

Fallo 15 S/C

ELITE: La

temperatura

calculada por el

modelo térmico

ha alcanzado un

nivel peligroso.

1

Sobrecarga

continua del

variador de

frecuencia.

2 4 0.14 4 0.42 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.78 5.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

11

Fallo 16 S/C

MOTOR: La

temperatura

calculada por el

modelo térmico

ha alcanzado un

nivel peligroso.

1

Carga excesiva

del motor

(consumo de

energía

demasiado alto).

3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 3.04 9.1 Correctivo (Cambio de

especificaciones)



de funcionamiento del

motor

NA

2

Carga del motor

sobrepasa la

capacidad de

refrigeración a

la velocidad de

funcionamiento.


especificaciones)




motor

NA

3

Pérdida de fase

del motor, fallo

en las bobinas

del motor.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 4.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

12

Fallo 17 S/C

FRENO: La

temperatura de

la resistencia del

freno dinámico

calculada por el

modelo térmico

1

Excesiva

regeneración

para la

resistencia

especificada en

pantallas D1 y

D2.

2 4 0.14 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.31 4.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA



61

ha alcanzado un

nivel peligroso. 2

Valores

introducidos

son incorrectos.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.53 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

13

Fallo 18 FLL

DATOS: Error

en la lectura de

la memoria no

volátil

(EEPROM).

1

Error en la

lectura de la

memoria o

memoria

defectuosa.

2 5 0.18 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.35 4.7 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

14

Fallo 19

PARAM

CERO: No hay

ningún

parámetro

ajustado en las

pantallas N.

1

El elite ha sido

reiniciado,

estado de

fábrica, error en

ajuste.

3 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 6.8 Correctivo (No

programado)

Carga del programa al

variador NA

15

Fallo 20 FLL

PARAM: Ajuste

erróneo en las

pantallas N y

L9.

1

Error en ajuste,

valores mal

escogidos.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 4.6 Correctivo (No

programado)

Cambio de valores de

programación NA

16

Fallo 21 FLL

TIERRA:

Excesivo flujo

de corriente a

tierra.

1

Fallo de

aislamiento en

el motor o en

los cables de

alimentación

del motor.

3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.78 8.3 Predictivo Megado de cables de

alimentación

1 mes / 600

horas

2

Tierra

desconectada o

defectuosa.

2 5 0.18 5 0.53 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.82 5.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

17

Fallo 22

EXT/PTC: Ha

actuado el

dispositivo de

disparo externo.

Ha actuado el

circuito

(Terminal T19)

del sensor de

temperatura

(PTC,

termostato)

externo del

bobinado del

motor.

1

Actuación del

dispositivo de

disparo externo.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 4.6 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2

El motor se ha

calentado

demasiado (la

carga del motor

excede la

capacidad de

refrigeración a

la velocidad de

funcionamiento)


especificaciones)




variador.

NA

3

Fallo en la

conexión del

sensor.

2 5 0.18 5 0.53 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.92 5.8 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

18

Fallo 23 REMP

RAD: Radiador

del variador

demasiado

caliente.

1

Ventilación

pobre,

ventilación

obstruida,

avería en el

ventilador de

refrigeración.

3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 3.04 9.1 Basado en condición

Inspección de sistema

de refrigeración del

variador

6 meses / 3000

horas

2

Temperatura

ambiente local

supera los 50

°C.

2 2 0.07 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.96 5.9 Correctivo (Rediseño)

Cambio de

condiciones de

operación del variador

NA



62

19

Fallo 24 TEMP

INT:

Temperatura

interna del

variador

demasiado

caliente.

1

Ventilación

pobre,

ventilación

obstruida,

avería en el

radiador y

ventilador de

refrigeración.

3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 3 0.77 3 0.24 3 1.26 3.04 9.1 Preventivo (Reemplazo

programado)

Cambio de ventilador

de refrigeración

14 meses /

10000 horas

2

Temperatura

ambiente local

supera los 50

°C.


Cambio de

condiciones de


NA

20

Fallo 25 FLL

COM: Disparo

generado por

computadora

exterior.

1

Disparo

provocado por

una

computadora

vía

comunicación

serie.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.53 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

21

Fallo 26 COM

F/T: El tiempo

transcurrido

desde la última

transferencia de

datos por el

puerto serie ha

excedido el

periodo de

tiempo límite en

la pantalla H3.

1

Fallo cableado

de

comunicación

serie.

2 4 0.14 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.57 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2

Fallo de la

computadora

exterior.

2 4 0.14 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.57 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

3

Ajustes

incorrectos en

las pantallas H1

a H4.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.53 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

22

Fallo 27 FIBRA

F/T: El tiempo

de transmisión

ha superado el

tiempo máximo

de

comunicaciones

a través de la

fibra óptica.

1

Seleccionada la

referencia de

velocidad o par

(Pantallas I2 a

I5) desde el

puerto de fibra

óptica sin cable

de fibra óptica

conectado.

2 3 0.11 3 0.32 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.28 4.6 Correctivo (No

programado)


sobre la correcta

instalación del

variador.

NA

2

Conectado el

cable de fibra

óptica al puerto

de salida en vez

del de entrada.

2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.21 4.4 Correctivo (No

programado)


sobre la correcta

instalación del

variador.

NA

3

Fallo en el

cableado de

fibra óptica.

2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.21 4.4 Correctivo (No

programado)

Cambio de cable de

fibra óptica NA

23

Fallo 28

SOBREVEL:

La velocidad de

salida máxima a

sido superada.

1

Pérdida de

control del

motor mientras

es dirigido por

la carga.

2 3 0.11 4 0.42 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.64 5.3 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

2 Exceso de

carga. 3 4 0.14 4 0.42 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.67 8.0

Correctivo (No

programado)




variador.

NA

24

Fallo 29 LIM

PAT FT: Supera

el límite de par

1 Condición de

carga o ajuste 2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.46 4.9

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA



63

durante más

tiempo del

especificado.

inapropiado de

pantalla L7.

25

Fallo 30 LIM

VEL F/T:

Supera el límite

de velocidad

durante más

tiempo que el

especificado.

1

Condición de

carga o ajuste

de la pantalla

L6

inapropiados.

2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.46 4.9 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

26

Fallo 31 FLL

CALIBR:

Niveles de

tensión de

referencia

internos

incorrectos.

1

Fallo de la

tarjeta de

control del

variador.

3 5 0.18 3 0.32 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.71 8.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

27

Fallo 32 S/W

F/T: La

ejecución del

programa ha

sobrepasado el

tiempo límite.

1

Configuración

PDL Vista para

Windows

demasiado

compleja.

1 3 0.11 1 0.11 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.07 2.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

28

Fallo 33 FLL

BVCC: Fallo

alimentación de

baja tensión cc.

1

Avería del

ventilador de

refrigeración

del radiador.

2 4 0.14 4 0.42 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.78 5.6 Preventivo (Reemplazo

programado)

Cambio de ventilador

de refrigeración

14 meses /

10000 horas

2

Avería de la

tarjeta de

control.

3 5 0.18 4 0.42 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.71 8.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

29

Fallo 34 PRG

VISTA: La

configuración a

medida

desarrollada

mediante el

Vista para

Windows ha

disparado el

variador.

1

Configuración

PDL Vista para

Windows

demasiado

compleja.

1 3 0.11 1 0.11 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.07 2.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

30

Fallo 35 NO

DISPLAY:

Unidad display

se encuentra

desconectada o

defectuosa.

1

Display

instalado a más

de tres metros

de distancia de

la tarjeta de

control.


Cambio de

condiciones de


NA

2 Unidad display

defectuosa. 3 5 0.18 3 0.32 1 0.11 3 0.77 3 0.24 3 1.26 2.86 8.6

Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

31

Fallo 36 FLL

EPLD: La

tarjeta de

control EPDL

ha detectado un

fallo no

reconocido.

1 Fallo en la

alimentación. 3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.78 8.3

Inspección operativa

(Tareas de TPM)

Inspección de los

cables y fusibles de

alimentación del

variador.

Diario

32 Fallo

WATCHDOG: 1

Fallo en la

alimentación. 3 4 0.14 4 0.42 2 0.21 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.78 8.3

Inspección operativa

(Tareas de TPM)

Inspección de los

cables y fusibles de Diario



64

Un fallo

desconocido ha

reseteado el

microprocesador

de la tarjeta de

control.

alimentación del

variador.

2

Configuración

PDL Vista para

Windows

demasiado

compleja.

1 3 0.11 1 0.11 1 0.11 1 0.26 3 0.24 3 1.26 2.07 2.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

33

Desaparición o

distorsión

excesiva de las

señales del

encoder.

1

Exceso de

energía

capacitiva en el

cable del

encoder.

2 4 0.14 3 0.32 1 0.11 2 0.51 3 0.24 3 1.26 2.57 5.1 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

34

Mal ajuste del

control vectorial

del motor

1

Se introdujo

parámetros

erróneos en las

pantallas X y N

Excesivo

consumo de

energía,

vibración y

ruido del motor.

Fallo del motor

al acelerar la

frecuencia de

giro.


especificaciones)




variador.

NA

35

Avería en el

aparato de

control externo

1

Circuito de

procesamiento

de la señal de

control se

encuentra

defectuoso.

Funcionamiento

brusco e

inestable del

motor eléctrico.

No se procesan

as señales de

control.

2 5 0.18 3 0.32 1 0.11 2 0.51 4 0.31 4 1.68 3.10 6.2 Correctivo (No

programado)

Diagnóstico

electrónico NA

Tabla 27: Matriz FMEA del subsistema Variador de Frecuencia – Pozo N°01.



65


SUBSISTEMA TABLERO DE CONTROL

FUNCIÓN FALLA

FUNCIONAL

MODOS DE

FALLA

EFECTOS DE

FALLA O


S R TIPO DE DECISIÓN TAREA DE

MANTENIMIENTO

FRECUENCIA

(horas) 0.04 0.11 0.11 0.26 0.08 0.42

FO

Kfo

X

FO

SF

Ksf

X

SF

MA

Kma

X

MA

IC

Kic

X

IC

OR

Kor

X

OR

OC

Koc

X

OC

1

Proteger al

variador y al

motor contra

cortocircuitos

1

El motor y el

variador no se

encuentran

protegidos

contra

cortocircuitos

por fallas en el

relé contra

cortocircuitos.

1

Los contactos

del relé se

encuentran

oxidados.

Incremento de

la temperatura

de los

conductores,

sin ceder calor

al exterior,

provocando la

destrucción de

los conectores.

Destrucción de

la barra de

conexiones. El

variador y el

motor quedan

expuestos a

sufrir

cortocircuitos.

3 3 0.11 2 0.21 1 0.11 2 0.51 2 0.16 2 0.84 1.93 5.8 Predictivo (cámara

termográfica)

Inspección de relé

contra cortocircuitos

1 mes / 600

horas

2

Los contactos

del relé se

encuentran

quemados.


termográfica)


contra cortocircuitos

1 mes / 600

horas

3

Los contactos

del relé se

encuentran

pegados en

posición de

apertura.

2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 1 0.26 1 0.08 1 0.42 1.21 2.4 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé

contracortocircuitos NA

4

Los contactos

del relé se

encuentran

pegados en

posición de

cierre.

2 4 0.14 3 0.32 2 0.21 2 0.51 2 0.16 2 0.84 2.18 4.4 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé

contracortocircuitos NA

2

Proteger al

motor contra

las sobrecargas

1

El motor se

encuentra

expuesto a

problemas de

sobrecarga por

fallas en el relé

térmico tripolar

1

Mala conexión

del relé a las

fases del motor. Calentamiento

de los cables de

alimentación y

del motor

eléctrico.

Deterioro del

aislante del

motor y de los

cables de

alimentación.

Calentamiento

de las bobinas

internas del

relé térmico

tripolar.

3 3 0.11 2 0.21 1 0.11 2 0.51 2 0.16 3 1.26 2.35 7.0 Correctivo (cambio de

especificaciones)


sobre la correcta

instalación de

dispositivos de

protección

NA

2

El relé termico

se encuentra mal

calibrado


especificaciones)


sobre la correcta

instalación de

dispositivos de

protección

NA

3

Los contactos

del relé se

encuentran

oxidados.


termográfica)


térmico tripolar

1 mes / 600

horas

4

Los contactos

del relé se

encuentran

quemados.


termográfica)


térmico tripolar

1 mes / 600

horas

5

Los contactos

del relé se

encuentran

pegados en

2 4 0.14 2 0.21 1 0.11 1 0.26 1 0.08 2 0.84 1.63 3.3 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé

térmico tripolar NA



66

posición de

apertura.

6

Los contactos

del relé se

encuentran

pegados en

posición de

cierre.

2 4 0.14 3 0.32 2 0.21 1 0.26 2 0.16 2 0.84 1.92 3.8 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé

térmico tripolar NA

3

Proteger al

motor contra

las

sobretensiones

y las

subtensiones

1

El motor se

encuentra

expuesto a

problemas de

sobretensión y

subtensión por

falla del relé de

máxima y

mínima tensión

1

Mala calibración

del relé de

máxima y

mínima tensión.

Calentamiento

de los cables de

alimentación y

del motor

eléctrico.

Deterioro del

aislante del

motor y de los

cables de

alimentación.

El motor se

encuentra

expuesto a

problemas por

sobretensión y

subtensión.


especificaciones)


sobre la correcta

instalación de

dispositivos de

protección

NA

2

Los contactos

del relé se

encuentran

oxidados.


termográfica)

Inspección de relé de

máxima y mínima

tensión

1 mes / 600

horas

3

Los contactos

del relé se

encuentran

quemados.


(Tareas de TPM)


máxima y mínima

tensión

Diario

4

La bobina del

relé se encuentra

quemada.

3 4 0.14 3 0.32 2 0.21 2 0.51 2 0.16 2 0.84 2.18 6.5 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé

máxima y mínima

tensión

NA

4

Proteger al

motor contra

las variaciones

de frecuencia

1

El motor se

encuentra

expuesto a

problemas de

variaciones de

frecuencia por

falla del relé de

máxima y

mínima

frecuencia

1

Los contactos

del relé se

encuentran

oxidados.

Calentamiento

del motor por

falta de

refrigeración y

pérdida de par

si el relé falla

por mínima

frecuencia.

Desgaste

excesivo de los

rodamientos y

daño en los

impulsores si el

relé falla por

máxima

frecuencia.


termográfica)


máxima y mínima

frecuencia

1 mes / 600

horas

2

Los contactos

del relé se

encuentran

quemados.


termográfica)


máxima y mínima

frecuencia

1 mes / 600

horas

3

Microprocesador

de relé de

máxima y

mínima

frecuencia se

encuentra

defectuoso o mal

calibrado.

2 4 0.14 3 0.32 2 0.21 1 0.26 1 0.08 2 0.84 1.84 3.7 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de relé de

máxima y mínima

frecuencia

NA

5

Proteger al

motor contra

las

sobrecorrientes

1

El motor se

encuentra

expuesto a

problemas de

sobrecorriente

por falla del

interruptor

termomagnético

1

Los terminales

del interruptor

termomagnético

se encuentran

oxidados.

Incremento de

la temperatura

de los

conductores

provocando la

destrucción de

los conectores.

El variador y el

motor quedan

expuestos a

sufrir

problemas de

sobrecorrientes.


termográfica)

Inspección de

interruptor

termomagnético

1 mes / 600

horas

2

Mal ajuste de los

conductores a

los terminales

del interruptor

termomagnético.


especificaciones)


sobre la correcta

instalación de

dispositivos de

protección

NA

3

La bobina del

interruptor

termomagnético

3 4 0.14 3 0.32 2 0.21 2 0.51 2 0.16 1 0.42 1.76 5.3 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de

interruptor

termomagnético

NA



67

se encuentra

quemada.

6

Permitir el

paso de

corriente

eléctrica al

motor

1

El motor se

encuentra sin

suministro

eléctrico debido

a falla en el

contactor

trifásico

1

Los terminales

del contactor se

encuentran

oxidados.

El motor no

enciende,

calentamiento

de la bobina del

contactor

trifásico.


termográfica)

Inspección de

contactor trifásico

1 mes / 600

horas

2

Mal ajuste de los

conductores a

los terminales

del contactor

trifásico.


especificaciones)


sobre la correcta

instalación de

dispositivos de

protección

NA

3

La bobina del

contactor

trifásico se

encuentra

quemada.

3 4 0.14 3 0.32 2 0.21 2 0.51 2 0.16 1 0.42 1.76 5.3 Correctivo (no

programado)

Reemplazo de

contactor trifásico NA

Tabla 28: Matriz FMEA del subsistema Tablero de control – Pozo N°01.



68

DISCUSIÓN

Los equipos que presentaron mayor criticidad luego del proceso de análisis jerárquico

fueron los motores y bombas utilizados para el bombeo de aguas subterráneas debido a

su importancia dentro del proceso productivo, tomando en cuenta su contexto

operacional, así como su registro de fallos presentados desde su instalación.

El sistema con mayor criticidad fue el conformado por los activos del Pozo N° 01 por lo

que el proceso de análisis de falla crítica se centró en estos componentes determinándose

que la erosión de componentes fue la causal de los fallos registrados en dicho sistema,

además se determinó que el MTTF de dicho sistema es de 17 meses, valor que se utilizó

para establecer las frecuencias de mantenimiento de los equipos que conforman dicho

pozo.

El valor de MTTF calculado fue de mucha ayuda al momento de establecer las frecuencias

de mantenimiento debido a que al ser el Pozo N° 01 un sistema de bombeo con bomba

sumergible se limitan las tareas de mantenimiento e inspección que se pueden asignar

dado que la mayoría de ellas implican parar y desmontar el equipo, lo cual hubiera hecho

poco viable su implementación debido a la demanda de agua.

Las tareas de restauración y reemplazo de componentes fueron programadas con la misma

frecuencia para disminuir los tiempos de parada por mantenimiento programado, pero

garantizando la confiabilidad y disponibilidad del sistema.

Los activos que obtuvieron menor criticidad fueron los dispositivos de control y

monitoreo que se encuentran en la columna de descarga, esto debido a que la ocurrencia

de fallos en dichos equipos no impide el normal funcionamiento del sistema, por lo que

se decidió no asignarles tareas de inspección y mantenimiento. En vez de ello se decidió

hacerlos trabajar hasta la falla debido a que no representan un costo significativo de

mantenimiento y producción.

En los sistemas de bombeo sumergibles no fue posible establecer estrategias de

mantenimiento basadas en la condición del equipo debido a que estos se encuentran

sumergidos por lo que realizar inspecciones visuales o monitoreo con instrumentos de

medición resulta bastante complicado, por ello se decidió establecer tareas de reemplazo

programado basado en el estudio de las fallas presentadas anteriormente en estos equipos.



69

En los equipos eléctricos y electrónicos que se encuentran en la superficie si se

establecieron estrategias de mantenimiento basadas en la condición, como las

inspecciones a los tableros eléctricos y variadores de velocidad.

Si bien en este trabajo se ha logrado elaborar un plan de mantenimiento que permita

asegurar la confiabilidad y disponibilidad de los sistemas de bombeo de aguas

subterráneas, ay que tomar en cuenta que se dejaron fuera las estaciones de filtrado y

fertilización, así como los equipos de riego en campo.

En un futuro trabajo de investigación seria oportuno incluir la totalidad de equipos

utilizados para llevar el agua desde el subsuelo hasta los campos de cultivo, ya que esto

nos daría un mayor alcance de la confiabilidad del sistema en su totalidad.



70

CONCLUSIONES

Se delimitó el sistema a analizar para la implementación del modelo de gestión,

resultando elegido el sistema de bombeo de aguas subterráneas por la data histórica

con la que se cuenta.

Se realizó un análisis de Pareto de las fallas imprevistas sufridas por los sistemas de

bombeo de aguas subterráneas para determinar los subsistemas a analizar.

Se detalló las funciones que cumple cada subsistema dentro del sistema de bombeo

de aguas subterráneas, para poder determinar su importancia dentro del sistema y la

manera como pueden fallar.

Se realizó un análisis multicriterio para la jerarquización de los equipos de bombeo

de aguas subterráneas, obteniéndose como activo más crítico al MOTOR DE LA

ELECTROBOMBA DEL POZO 01.

Se realizó un análisis de falla crítica, mediante el método de Weibull, para determinar

las frecuencias de mantenimiento a utilizar en los sistemas de bombeo de aguas

subterráneas tipo motor sumergible, obteniéndose un MTTF de 17 meses con una

desviación estándar de 5 meses.

Se determinó que los equipos de bombeo tipo motor sumergible fallan por erosión de

sus componentes y que el sistema es intrínsecamente confiable desde el momento de

su instalación.

Se realizó el análisis de los modos y efectos de falla para los sistemas de bombeo de

aguas subterráneas tipo motor sumergible haciendo uso de una matriz iper para la

cuantificación del riesgo.



71

REFERENCIAS BIBLIOGRÁFICAS

1. Allan Kardec & Julio Nascif. “Mantenimiento Función Estratégica”. Cuba. 2013.

2. Moubray, J. “RCM II: Reliability Centered Maintenance”. Btterworth. Heinemann

Ltd. 1997

3. Santiago García Garrido. “Las 5 Generaciones del Mantenimiento”. España. 2008.

4. Victor D. Manríquez. “Mantenimiento Latinoamérica”. 2013.

5. Norma SAEJA1012:2011

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8. Hidrostal. Manual de bombas Turbina Sumergible Tercera Edición. Perú. 2017.

9. Andrew Jardine. “MAINTENANCE REPLACEMENT AND RELIABILITY

Segunda Edición”. EEUU. 2013.

10. Adolfo Arata. “INGENIERÍA DE LA CONFIABILIDAD”. Chile. 2013.

11. NASA. “RCM Guide for Facilities and Collateral Equipment”. EEUU. 2008

12. Arab Math. “Prediction intervals for future lifetime of three parameters Weibull

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13. John D. Campbell. “Uptime, strategies for excellence in Maintenance Management”.

EEUU. 2016.

14. Leonardo Vianna F. “Elaboración de un plan de mantenimiento para máquinas

retroexcavadoras de la perfectura municipal de Nuevo Machado”. Brasil. 2015.

15. Verónica Canchica. “Diseño de un plan de mantenimiento basado en la metodología

del RCM para la flota de equipos de carga de la mina Paso Diablo de Carbones”.

Venezuela. 2007.

16. Felix Zabala. “Estrategias de mantenimiento centrado en la confiabilidad para los

turbogeneradores a gas marca Pratt&Whitney modelo F-8 Mobile PAC instalados en

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refrigeración CHILLER”. Brasil. 2012.

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máquina tensadora”. Brasil. 2011.

19. Juan P. Pacheco. “Aplicación del RCM a un cargador frontal CATERPILLAR 950H”.

Chile. 2012.



72

ANEXOS

POZO 01

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS

N° PARADA FECHA INICIO FECHA FINAL SIST. AFECTADO

1 30/06/2015 28/07/2016 MOTOR

2 11/08/2016 20/08/2016 MOTOR

3 01/07/2017 09/07/2017 BOMBA

4 21/07/2017 28/07/2017 VARIADOR

5 16/08/2017 01/12/2017 MOTOR

POZO 02

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 15/10/2015 22/10/2015 VARIADOR

2 01/04/2016 02/04/2016 ARBOL DE DESCARGA

3 01/05/2016 14/05/2016 TABLERO DE CONTROL

4 23/05/2016 30/07/2016 MOTOR

5 01/08/2016 07/09/2016 BOMBA

6 30/01/2017 16/02/2017 BOMBA

7 23/01/2018 04/02/2018 MOTOR

POZO 03

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 11/03/2015 21/05/2015 MOTOR

2 02/04/2016 03/04/2016 TABLERO DE CONTROL

3 26/05/2016 09/06/2016 VARIADOR

4 10/12/2016 27/12/2016 BOMBA

5 06/05/2017 21/06/2017 MOTOR

6 30/07/2017 27/08/2017 MOTOR

Tabla 29: Data de fallos Pozo N° 01.





73

POZO 04

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 16/05/2015 21/07/2015 MOTOR

2 17/02/2017 13/03/2017 BOMBA

3 15/05/2017 21/07/2017 BOMBA

4 09/03/2018 15/03/2018 VARIADOR

POZO 05

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS

N° PARADA

FECHA INICIO

FECHA FINAL

SIST. AFECTADO

1 25/11/2015 23/04/2018 INFRAESTRUCTURA TUBULAR

POZO 06

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 01/01/2015 02/01/2015 TABLERO


3 04/03/2015 31/03/2016 BOMBA

4 09/04/2016 10/04/2016 SUBESTACIÓN ELÉCTRICA

5 10/04/2016 11/04/2016 TABLERO

6 12/12/2016 26/07/2017 MOTOR

7 13/09/2017 22/12/2017 VARIADOR






74

POZO 07

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 01/08/2015 26/08/2015 MOTOR

2 19/09/2015 01/10/2015 MOTOR

3 18/03/2016 04/04/2016 BOMBA

4 11/04/2016 11/04/2016 MOTOR

5 13/07/2017 17/07/2017 BOMBA

6 03/10/2017 07/10/2017 VARIADOR

POZO 08

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS

N° PARADA

FECHA INICIO

FECHA FINAL

SIST. AFECTADO

1 26/08/2015 23/04/2018 INFRAESTRUCTURA TUBULAR

POZO 09

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 18/08/2015 14/09/2015 BOMBA

2 05/08/2016 26/08/2016 MOTOR

3 31/08/2016 11/11/2016 MOTOR

4 02/04/2017 10/04/2017 BOMBA

5 10/06/2017 16/06/2017 TABLERO

6 27/02/2018 08/03/2018 VARIADOR






75

POZO 10

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 27/03/2015 28/03/2015 TABLERO

2 12/07/2015 23/09/2015 MOTOR

3 10/07/2017 11/07/2017 VARIADOR

4 11/08/2017 11/09/2017 BOMBA

POZO 11

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 17/05/2015 17/05/2015 SUBESTACIÓN ELECTRICA

2 15/10/2016 21/10/2016 BOMBA

3 29/12/2016 06/01/2017 BOMBA

4 20/06/2017 09/08/2017 MOTOR

POZO 12

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 04/06/2016 08/06/2016 MOTOR

2 28/01/2018 19/02/2018 BOMBA

POZO 13

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 10/05/2015 08/06/2015 BOMBA

2 08/07/2015 03/08/2015 BOMBA

3 18/05/2017 04/06/2017 MOTOR

4 22/09/2017 25/09/2017 MOTOR







76

POZO 14

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 01/01/2015 05/01/2015 MOTOR

2 16/12/2015 21/12/2015 VARIADOR

3 04/01/2016 04/01/2016 TABLERO

4 08/01/2016 03/02/2016 BOMBA

5 15/02/2016 22/02/2016 BOMBA


POZO 15

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 05/02/2015 16/04/2015 MOTOR

2 17/04/2016 18/04/2016 VARIADOR

3 12/05/2016 01/11/2016 MOTOR

4 13/03/2018 23/04/2018 BOMBA

POZO 16

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 06/06/2016 27/09/2016 BOMBA

2 05/11/2016 30/12/2016 VARIADOR

3 05/04/2017 07/08/2017 MOTOR

4 10/01/2018 08/02/2018 BOMBA






77

POZO 17

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 01/01/2015 04/01/2015 ARBOL DE DESVARGA

2 03/04/2015 06/04/2015 SUBESTACIÓN

ELÉCTRICA

3 01/06/2015 15/06/2015 MOTOR

4 17/06/2015 07/07/2015 MOTOR

5 24/08/2017 04/09/2017 VARIADOR

POZO 18

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 11/01/2017 16/01/2017 MOTOR

2 17/06/2017 20/06/2017 VARIADOR

3 05/04/2018 12/04/2018 BOMBA

POZO 19

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS

N° PARADA

FECHA INICIO

FECHA FINAL

SIST. AFECTADO

1 08/03/2016 24/03/2016 MOTOR

2 01/10/2016 14/10/2016 VARIADOR

3 15/12/2016 31/12/2016 MOTOR


5 01/01/2018 11/01/2018 TABLERO






78

POZO 20

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 02/03/2016 02/06/2016 BOMBA

2 29/10/2017 15/11/2017 BOMBA

3 05/02/2018 07/04/2018 MOTOR

POZO 21

INICIO 01/01/2015 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS

N° PARADA

FECHA INICIO

FECHA FINAL

SIST. AFECTADO

1 13/11/2015 19/05/2016 MOTOR


3 13/01/2018 23/01/2018 MOTOR

POZO 22

INICIO 26/07/2016 FINAL 23/04/2018

PARADAS REGISTRADAS


1 - -






79

POZO MODELO BOMBA TIPO HMSS TIPO CAUDAL HP A.D.T SERIE N° RPM DIÁMETRO IMPULSOR

DIÁMETRO DESCARGA

1 10C-G-H NO TIENE SUMERGIBLE 70 200 70m - 3500 8"

2 8H-Q-H-03 NO TIENE SUMERGIBLE 70 125 80m - 3500 122mm 6"

3 10G-H-04-08X8-1 3/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 50.5 50 44.8m 2011013900 1770 179.4mm 6"

4 8H-Q-H-03 NO TIENE SUMERGIBLE 60 125 64m 2009048758 3500 122mm 6"



7 T12G-M-03-08-1.3/16 NO TIENE TURBINA VERTICAL 60 L/seg 75 50m 2014043251 1770 215mm 6"

8 12G-L-05-08X8-1.3/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 47.5 L/seg 75 82m 2009017227 1770 197.2mm 8"

9 12G-H-03-08X18-1 7/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 85.0 L/seg 100 60m 2008126999 1770 219.7mm 8"

10 14G-M-03-10X10-1.7/16 3L-REV.2 TURBINA VERTICAL 110 L/seg 150 73m 2009017171 1770 247mm 10"

11 14G-M-03-10X10-1.7/16 NO TIENE TURBINA VERTICAL 105 L/seg 150 73m - 1770 248mm 10"

12 12G-H-04-8-1 7/16 AG NO TIENE TURBINA VERTICAL 85.0 L/seg 125 76m 2008053061 1770 217mm 8"

13 14G-M-04-10X10-1.7/16 3L-REV.2 TURBINA VERTICAL 115 L/seg 175 85m 2009049047 1770 245mm 10"

14 T14G-M-03-10-1 7/16 AG 3L-REV.2 TURBINA VERTICAL 85.5 L/seg 97.8 68.2m 2012088696 1770 233.5mm 10"

15 T12G-M-04-08 X 1 3/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 54 L/seg 60 68.1m 2013055645 1770 211 mm 8"

16 T12G-M-04-08 X 1 7/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 85.0 L/Seg 99.5 72m 2013076839 1770 210mm 8"

17 T14G-M-04-10-1 7/16 AG 3L-REV.2 TURBINA VERTICAL 120 L/seg 156.1 79.1m 2013076857 1770 237mm 10"

18 T12G-H-05-08 X 8 X 1 7/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 85.0 L/seg 125 80.2m 2013108955 1770 205mm 8"

19 T12G-H-04-08 X 8 X 1 7/16 2L-REV 2 SUMERGIBLE 85.0 L/seg 125 76.2m 2013098195 1770 218mm 8"

20 S08M-L-03-SR6-D1-050-3 NO TIENE SUMERGIBLE 33.3 L/SEG 45.1 81.3m 2014075633 3500 140mm 6"

21 T12G-H-04-06-1.7/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 65 L/SEG 98.7 90m 2014043247 1770 216 mm 6"

22 T12G-M-04-08 X 1 7/16 2L-REV 2 TURBINA VERTICAL 85.0 L/Seg 99.5 72m - 1770 211 mm 8"

Tabla 51: Datos técnicos de bombas hidráulicas analizadas.



80

POZO MARCA MODELO SERIE TIPO VOLTAJE RPM HP HZ KW AMP

1 SAER 11565333 SUMERGIBLE 440V 3500 200 60 120 172

2 SAER MS200-125 SUMERGIBLE 440V 3500 125 60 90 140

3 WEG 200L 1008811226 HORIZONTAL 440V 1770 75 60 55 61




7 ELECTRICAL MOTORS 5324A HO75S2RLG EJE HUECO 440 V 1760 75 60 55 97

8 WEG 225 S/M 1001145933 HORIZONTAL 440V 1775 75 60 55 88

9 WEG 1002768284 HORIZONTAL 440V 1780 100 60 75 121

10 WEG 280 S/M 1002816860 HORIZONTAL 440 V 1785 150 60 110 177

11 ELECTRICAL MOTORS LIO83013787-GT-02 EJE HUECO 440 V 1780 125 60 90 182

12 ELECTRICAL MOTORS AA84 HO125S2RLG EJE HUECO 440V 1780 125 60 90 162

13 WEG 315 S/M 1002876713 HORIZONTAL 440V 1785 175 60 132 214

14 WEG 1016111735 HORIZONTAL 440 V 1785 125 60 90 146

15 WEG 1018897571 HORIZONTAL 440 V 1785 75 60 55 88.9

16 WEG 1015881225 HORIZONTAL 440V 1785 125 60 90 146

17 WEG 1018320514 HORIZONTAL 440 V 1785 175 60 132 215

18 WEG 1020550885 HORIZONTAL 440 V 1785 125 60 90 146

19 WEG 1020003144 HORIZONTAL 440V 1785 125 60 90 146

20 SAER 13006327 HORIZONTAL 440 V 1785 50 60

21 WEG 1021417034 HORIZONTAL 440V 1785 125 60 90

22 WEG 1020007035 HORIZONTAL 440V 1785 125 60 90

Tabla 52: Datos técnicos de motores eléctricos analizados.



81

POZO MARCA TIPO # DE FASES POTENCIA

(KVA) KW VOLTAJE NOMINAL CORRIENTE

FRECUENCIA (HZ)

1 EPLI SAC AEREO BIPOSTE TTA - 25KV 3 200 6 22,900/460/230 5.042 /238.47 -

25.102 60

2 DELCROSA AEREO BIPOSTE 3 125 200 22,900/460/230 3 /149.0 - 15.1 60

3 DELCROSA AEREO BIPOSTE TEC 63099 3 160 125 22,900/460/230 4.03 /100.8/20.1 60

4 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 125 160 22,900/460 - 230 3.2 /149.1 - 15.7 60

5 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 100 125 22,900/460 - 230 2.52 /19.24 - 12.55 60

6 DELCROSA AEREO BIPOSTE TECE 3099 3 200 100 22,900/460 - 230 5.04 / 238.5 - 25.1 60

7 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 100 200 22,900/460 - 230 2.5/ 124.7 - 13.1 60


9 DELCROSA AEREO BIPOSTE TECE 3038 3 125 125 22,900/460 - 230 3 /149.0 - 15.1 60

10 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 200 125 22,900/460 - 230 5/ 238.5 - 25.1 60

11 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 200 200 22,900/460 - 230 5/ 238.5 - 25.1 60

12 DELCROSA AEREO BIPOSTE TECE 6099 3 125 200 22,900/460 - 230 3.2/ 149.1 - 15.6 60

13 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 250 125 22,900/460 - 230 6.3/ 298 - 31.4 60

14 PROMELSA AEREO BIPOSTE 3 200 250 22,900/460 - 230 5.04 / 238.5 - 25.1 60




18 EPLI SAC AEREO BIPOSTE TD30 3 125 150 22,900/460 - 230 3.15/ 149.4 - 15.1 60


20 DELCROSA AEREO BIPOSTE TEC 63099 3 160 125 22,900/460 - 230 4.03 /100.8/20.1 60

21 EPLI SAC AEREO BIPOSTE TD30 3 100 22,900/460 - 230 2.52/ 119.24 - 12.55 60

22 DELCROSA AEREO BIPOSTE 3 125 100 22,900/460/230 3 /149.0 - 15.1 60

Tabla 53: Datos técnicos de transformadores analizados.



82

POZO MARCA MODELO SERIE HP KW VOLTAJE CORRIENTE HZ

1 ULTRADRIVE ELITE PDL UE250D54 UO33350011 200 149 380 - 500 305/250 60

2 ULTRADRIVE ELITE PDL UO40930004 125 93 380/440 144 60

3 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 6W1050050230 50 37 380/440 104.8 FLA-96 60

4 ULTRADRIVE ELITE PDL UE140D54 UO53060010 125 93 440/500 140 60

5 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 ATV61WD75N4 100 75 380/440 113.8-124 60

6 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 6W1136020161 100 75 380/440 137/ 124 60

7 ULTRADRIVE ELITE PDL UE115D54 UO61870001 75 55 380/440 144 60

8 VACON 11095997 PA014055HOSS 75 55 380/440 140-150 60

9 VACON 11043208 11043205 100 75 380/440 170 60

10 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 6W1206000212 150 110 380/440 197/168 60

11 VACON 10359601 10359595 150 111 380/440 205/261 60

12 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 ATV61HC11N4 150 111 380/480 168/215 60

13 VACON 10803750 10803750 125 93 380/440 205-170 60

14 ULTRADRIVE ELITE PDL UE170D54 U040970006 175 132 380/440 170 / 205 60

15 SCHNEIDER ELECTRIC ALTIVAR 61 6W12460220098 125 93 380/440 163 FLA-156 60

16 SIEMENS SINAMICS POWER MODULE 230 T-D52112000098 75 55 380/480 102A In:110A 60

17 SIEMENS SINAMICS POWER MODULE 240 T-C32912000095 125 90 380/480 204A In:178A 60

18 SIEMENS SINAMICS POWER MODULE 240 T-C81512000152 175 132 380/480 299A In:150A 60



21 ULTRADRIVE ELITE PDL UE060D54 U052240005 50 37 380/480 75 60

22 SIEMENS SINAMICS POWER MODULE 240 CO0212000013 100/125 75/90 380/480 204A In:178A 60



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Tabla 54: Datos técnicos de variadores de velocidad analizados.

Figura 09: Diagrama sistema de riego Reservorio R1



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Figura 12: Diagrama sistema de riego Reservorio R3B y R4



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METODOLOGÍA PARA LA IMPLEMENTACIÓN DEL MANTENIMIENTO …

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