Mantenimiento Wartsila: Plan de Mejora ENEL

Las unidades Wartsila de la planta Managua de ENEL, que operan con combustibles fósiles (principalmente HFO380 y Bunker C), no generan energía con la misma frecuencia que en años anteriores. Esto se debe, en parte, a la preocupación por el medio ambiente, lo que las ha relegado a un papel de apoyo para otras unidades de generación que mantienen una producción constante. Sin embargo, su disponibilidad resulta crucial en situaciones de emergencia, como apagones, para restaurar el servicio eléctrico. La alta gerencia de ENEL muestra preocupación por la cantidad de fallas en estas unidades, a pesar de que su contribución a la producción total es relativamente pequeña (0.97%, equivalente a 11.00 MW). Esta preocupación se considera un detonante para implementar medidas correctivas y mejorar el sistema de mantenimiento. La necesidad de optimizar recursos y disminuir costos, expresada por funcionarios de la compañía, impulsa la búsqueda de un sistema de mantenimiento más eficiente. Las fallas constantes exigen atención inmediata para evitar un mayor deterioro y pérdida de vida útil de los equipos, lo que podría resultar en pérdidas económicas significativas para la empresa. La investigación profundiza en la necesidad de adaptar un sistema de mantenimiento propio que se ajuste a las necesidades específicas de estos motores de combustión interna, una tecnología considerada algo anticuada en comparación con las energías renovables.

El documento contextualiza el problema dentro de la evolución histórica del mantenimiento industrial. Se menciona que, desde la Revolución Industrial, se han desarrollado diferentes enfoques de mantenimiento, desde el correctivo hasta el preventivo y el mantenimiento productivo total. La necesidad de controlar las fallas de las máquinas, inicialmente abordadas con reparaciones, evolucionó con la aparición de estadísticas sobre tasas de falla, especialmente en motores y equipos de aviación, a partir de los años 20 del siglo XX. Se define el motor, según la Real Academia Española, como una máquina que produce movimiento a partir de otra fuente de energía. El documento se centra en los motores térmicos, especialmente los motores diésel, debido a su relevancia en el proyecto. Se menciona brevemente la termodinámica y el ciclo diésel de cuatro tiempos utilizado por los motores Wartsila para la generación de energía. El objetivo es comprender el funcionamiento básico del motor para abordar de manera efectiva las estrategias de mantenimiento. La necesidad de un mantenimiento eficiente radica en la importancia de la energía eléctrica para las comunidades, empresas y servicios esenciales, destacando el papel crítico de ENEL en la cadena de suministro.

El estudio describe las unidades Wartsila en la planta Managua, especificando el modelo del motor diésel (WARTSILA VASA 18V32) y el generador trifásico (ABB Industry ASA 900XU10). Se detalla que el motor es de combustión interna con ciclo diésel de 4 tiempos, que utiliza combustible HFO380 (fuel oil pesado, Bunker C), operando a 720 RPM. Se describen componentes clave del motor, como los 18 cilindros (9 por lado, A y B, donde solo el lado A permite el arranque), las culatas, el árbol de levas, los inyectores, el generador con sus filtros de aire, devanado, coraza y eje. También se explican los sistemas de refrigeración HT y LT, con sus bombas y radiadores, y cómo funcionan para mantener la temperatura adecuada del motor. Se menciona la importancia de los cojinetes principales (trimetálicos o bimetálicos), sus características y el indicador visual de desgaste. Se describe el carter y su construcción, así como los procedimientos de mantenimiento. La descripción de los componentes facilita la posterior identificación de las áreas problemáticas y el diseño de un plan de mantenimiento más eficiente.

El diagnóstico del sistema de mantenimiento actual en la planta Managua de ENEL revela una falta de estandarización. No existe un formato único y centralizado para registrar y gestionar la información relevante del mantenimiento, lo que dificulta la organización, planificación y control del proceso. Cada área (mecánica, eléctrica e instrumentación) utiliza sus propios métodos para registrar fallas, acciones correctivas, y planificaciones, sin un sistema integrado. Aproximadamente el 70% de las tareas de mantenimiento son realizadas por el área mecánica, según información no específica del jefe de planta. La ausencia de una ficha técnica estandarizada, en lugar de la dependencia en manuales de fabricantes y la experiencia de los técnicos, limita la sistematización de la información y la posibilidad de realizar un análisis comparativo y profundo de las fallas. La empresa mantiene un control de los mantenimientos realizados en equipos Wartsila, utilizando bitácoras y reportes, pero la falta de uniformidad dificulta la obtención de una visión global de la situación.

Una deficiencia importante identificada es la carencia de herramientas de medición precisas en la planta. Esta falta de instrumentos adecuados provoca inexactitudes en la calibración de equipos, impide realizar cálculos precisos de propiedades físico-químicas de líquidos y genera malos ajustes en la reparación de piezas. Se da como ejemplo el cambio de aceite de los turbocompresores, realizado de manera empírica, basado en la observación visual en lugar de mediciones precisas. También se menciona la falta de herramientas específicas para el desmontaje de ciertas piezas, lo que ocasiona retrasos en el mantenimiento, particularmente en componentes delicados. La presión por reducir costos ocasionalmente lleva a tomar decisiones que comprometen la funcionalidad de las unidades. Utilizar aceite de una viscosidad diferente a la recomendada o combustible de baja calidad provoca un desgaste excesivo en la maquinaria. Estas prácticas empíricas y la falta de precisión en las mediciones, además de las deficiencias en herramientas e instrumentos, conllevan a un aumento de las fallas, un mantenimiento menos eficaz y consecuentemente mayores costos a largo plazo.

ENEL utiliza ciertos parámetros para evaluar el funcionamiento de las unidades de generación y de la planta en general. Estos parámetros, según el jefe de Operaciones, incluyen la Disponibilidad, el Factor Planta, el Factor Carga y el Factor Utilización. Si bien estos indicadores abarcan el mantenimiento de manera directa o indirecta, la Disponibilidad se destaca como el indicador principal para medir su efectividad. Los otros factores se centran en criterios específicos de una planta eléctrica, como la producción generada en relación con la demanda y la producción ideal, todos los cuales se ven afectados por la eficiencia del sistema de mantenimiento. El documento destaca la necesidad de analizar estos KPIs para evaluar la efectividad del mantenimiento actual y justificar la necesidad de implementar mejoras. La falta de un sistema de registro estandarizado impide una evaluación precisa de estos indicadores, dificultando la toma de decisiones informadas para optimizar el proceso de mantenimiento.

Para identificar las causas principales de las fallas en el sistema de mantenimiento, se realiza un análisis de los datos de las unidades IV y V durante el año 2017. Este análisis considera la frecuencia (FR) de cada falla y su agrupación en sistemas o componentes comunes. Se toma en cuenta que algunas fallas podrían estar relacionadas, compartiendo características o afectando piezas similares. En estos casos, las fallas se agrupan bajo un mismo concepto para su posterior conteo, facilitando el análisis. Se busca identificar las causas raíz de las fallas, más allá de los síntomas, para generar un plan de mantenimiento que prevenga su recurrencia. Se reconoce que, incluso con un buen plan, la posibilidad de falla persiste, pero el objetivo es minimizar su frecuencia. Para el análisis de las unidades IV y V, se utiliza información de reportes de fallas y órdenes de trabajo, que incluyen información específica sobre la fecha, tipo de falla y acciones correctivas tomadas. Se unifican las fallas con características similares bajo un mismo nombre para simplificar el análisis, permitiendo determinar qué sistema tiene mayor influencia en la problemática actual de la empresa. Se utilizan anexos para mostrar información detallada de las fallas y los códigos utilizados para su registro.

El análisis de las fallas se realiza mediante la construcción de un diagrama de Pareto. A cada grupo de fallas se le asigna un porcentaje del 100%, que representa la situación actual de la empresa. Se determina el porcentaje relativo de contribución de cada causa, ordenando las fallas de mayor a menor frecuencia. En caso de igual frecuencia, se utiliza el orden alfabético. Se calcula el porcentaje acumulado para aplicar la Ley 80/20 del diagrama de Pareto, la cual indica que el 20% de las causas originan el 80% del efecto. Para el caso de las unidades, se utiliza esta ley para priorizar las reparaciones, enfocándose primero en las fallas que generan un mayor impacto en la empresa. Para tener una perspectiva más completa se realiza un Diagrama de Pareto de segundo nivel, analizando las causas más específicas de las fallas para una mejor comprensión de los acontecimientos. Este nuevo diagrama, elaborado con un enfoque en elementos con la misma función o vinculados entre sí, facilita la identificación del punto o elemento más predominante, lo que ayuda a priorizar las acciones de mantenimiento.

El diagrama de Pareto resultante muestra la distribución porcentual de las fallas, permitiendo identificar las áreas críticas que requieren atención prioritaria. Se muestra que algunos defectos (ej: Culatas) tienen mayor impacto que otros. La Ley 80/20 (Pocos vitales, muchos triviales) es aplicada para identificar las fallas más importantes. Se proporciona un ejemplo: “Turbocompresor A y B” con 17.9% de afectación, seguido de “Línea de combustible” y “Sistema de agua (Bomba HT y LT)” con 10.7% cada uno. Luego se encuentra “Interruptor de Unidad” (7.1%), y otros con porcentajes menores que, en conjunto, representan un porcentaje menor al 20%. Las fallas con menor incidencia son agrupadas bajo la etiqueta “Otro” para simplificar la interpretación del diagrama. El análisis de la situación específica de cada falla, como el caso de las culatas, destaca la necesidad de un mantenimiento preventivo y correctivo más eficaz. En este caso, se indica que las culatas son un componente que se reemplaza constantemente debido a distintas fallas, como el cambio de O-ring de casquillo de válvulas de escape por cristalización, o por la presencia de agua debido a la falla de un O-ring en el asiento de válvulas.

La propuesta de mejora se centra en la implementación de un sistema de mantenimiento industrial estandarizado para las unidades Wartsila de ENEL Managua. El objetivo principal es mejorar la eficiencia del mantenimiento, reduciendo el número de fallas y optimizando los recursos. La propuesta incluye la creación de una ficha técnica para cada unidad, que sistematice la información clave del equipo y facilite su seguimiento. Actualmente, la empresa no utiliza fichas técnicas, dependiendo de los manuales del fabricante y de la experiencia de los técnicos, lo que dificulta la gestión de la información. La nueva ficha técnica, elaborada según los estudios realizados, incluirá información relevante para la planificación y el control del mantenimiento. Además, se propone la estandarización de formatos para la gestión del mantenimiento, incluyendo la ficha técnica, la hoja de inspección, la solicitud de trabajo, la orden de trabajo, el expediente del equipo, la requisición de materiales y la devolución de materiales. Estos formatos estandarizados facilitarán la recopilación y el análisis de la información, permitiendo una mejor planificación y seguimiento del mantenimiento.

La propuesta de mejora incluye la adquisición de herramientas de medición precisas para la calibración de instrumentos y el cálculo de propiedades físico-químicas de líquidos. Actualmente, la falta de estas herramientas provoca inexactitudes en las mediciones y ajustes, lo que contribuye a las fallas en los equipos. Se propone la implementación de procedimientos estandarizados para el mantenimiento, incluyendo el cambio de aceite de los turbocompresores, que actualmente se realiza de forma empírica, basada en la observación visual. La propuesta se centra en la precisión y el uso de datos concretos para la toma de decisiones, en contraposición a las prácticas actuales que se basan en la experiencia, hábitos y, en ocasiones, decisiones enfocadas en reducir costos a corto plazo, sin tener en cuenta las consecuencias a largo plazo del desgaste de la maquinaria. El nuevo plan de mantenimiento debe considerar el uso de aceites y combustibles de la calidad y viscosidad recomendada por el fabricante para asegurar el correcto funcionamiento de las unidades.

La propuesta de mejora integra los resultados del análisis de fallas y el diagrama de Pareto para priorizar las acciones de mantenimiento. El diagrama de Pareto, basado en la ley 80/20, permite identificar el 20% de las causas que generan el 80% de las fallas. Esto permite enfocar los recursos y esfuerzos en la resolución de las fallas más críticas, maximizando el impacto de las acciones de mantenimiento. El plan de mantenimiento se basará en las horas de funcionamiento de la máquina y en actividades rutinarias (diarias, quincenales o mensuales), pero con la información organizada y estandarizada. Cada área tendrá su propio programa, pero se manejará un formato estándar para facilitar la ubicación de la información y el detalle de datos específicos como frecuencia, observaciones y urgencia. Se busca lograr un reporte de actividades mensuales a la gerencia con un diseño uniforme, incluyendo la orden de trabajo (OT). La planificación del mantenimiento se centrará en las fallas más significativas, tal como se identificó en el análisis de Pareto, buscando un enfoque en la prevención y la disminución de horas de paro.