Evaluación de los niveles de carga térmica existente en las ménsulas de las unidades generadoras

RESUMEN.

En el siguiente trabajo se evaluaronlas condiciones operativa de las Unidades Generadoras que se encuentran instalada en la casa de máquina número 2 de la Central Hidroeléctrica Antonio José de Sucre, esta evaluación arrojo como resultado la detección de una serie de anomalías en componentes estructurales de la maquinaria, dichas anomalías ocasionan laproducción excesiva de ozono y el aumento de la carga térmica en el interior de dichas unidades,esta situación dio pie a la necesidad de determinar las condiciones medioambientales y el impacto de dichas condiciones en los trabajadores de las diversas coordinaciones que intervienen en las labores de mantenimiento, bien sea estos preventivo o correctivo. Para el desarrollo del mismo, fue necesario realizar una serie de estudio de tipo descriptivo-explicativo no experimental. Finalmentefue necesario determinar y cuantificar la cantidad de energía térmica que se produce en exceso y hallar un patrón referencial dentro de la misma unidad, para cumplir con esto fue necesario realizar una serie de reportes de stress térmico, digitalizarlos, depurarlos y finalmente analizarlos matemáticamente y gráficamente. Toda esta serie de actividades dieron como resultado el hallazgo de la relación entre los valores de TGBHi y los valores de TEUG, dicha relación es de ±10.2°C, es decir, la temperatura TGBHi dentro de la unidad es 10.2°C inferior a la TEUG y se expresaría matemáticamente como TGBHi= TEUG-10.28°C.

Palabras claves:Evaluar, Determinar, Cuantificar, Unidad Generadora, Carga térmica, TGBHi y TEUG.

INTRODUCCIÓN.

La capacidad de generar y transmitir la energía eléctrica se ha convertido en un factor fundamental y esencial en la sociedad moderna, ya que es uno de los pilares (junto con el recurso humano, el domino tecnológico, la disponibilidad del recursos hídricos potables, entre otros factores) que permiten llevar acabos mejoras y modernización de los asentamientos humanos, así como el desarrollo de la actividad comercial (tanto a pequeña escala como a nivel industrial).

Basados en la filosofía de unificación y soberanía nacional los representantes del poder ejecutivo público nacional, con previa aprobación de los representantes del poder legislativo nacional designan según la gaceta nacional Nº 5.330 emitida el día31 de julio de 2007 la disolución de Electrificación del Caroní, C.A. (EDELCA), Energía Eléctrica de Venezuela, S.A. (ENELVEN), Empresa Nacional de GeneraciónC.A: (ENAGER), Compañía de Administración y Fomento EléctricoS.A. (CADAFE), Energía Eléctrica de la Costa Oriental del Lago C.A: (ENELCO), Energía Eléctrica de BarquisimetoS.A. (ENELBAR), Sistema Eléctrico del Estado Nueva Esparta (SENECA), La Electricidad de Caracas(La EDC); así mismo se constituye la CorporaciónEléctrica Nacional. S.A. (CORPOELEC.S.A.).

CORPOELEC estasociedad anónimagubernamental es la encargada en su totalidad del sector eléctrico de laRepública Bolivariana de Venezuela, es decir, es la única institución encardada de generar, trasladar y distribuir la energía eléctrica necesaria para el consumo nacional y el cumplimiento de los acuerdos comerciales suscritos por la república.

Una de las características de las empresas modernas es el continuo crecimiento, lo que permite diseñar, fabricar instalaciones y equipos de mayor potencial, cuyo objetivo es alcanzar el mejor rendimiento, la reducción de tiempo de los procesos, lo que conducen a disminuir los costos de producción.

CORPOELEC cuenta con tres importantes construcciones como lo son las Centrales Hidroeléctricas "Simón Bolívar" en Guri, "Antonio José de Sucre" en Macagua y "Francisco de Miranda" en Caruachi; conformando estas, piezas clave en la Generación de Energía Eléctrica para cubrir la demanda de todo el territorio nacional e internacional por lo que es preciso Implantar medidas para su óptima Preservación y Conservación y así garantizar de este modo su correcto funcionamiento a lo largo del tiempo.

Por el uso continuo muchos equipos o piezas sufren distintos grados de desgaste y degradación, es por ello, que es necesario realizar primero una serie de análisis del estado en cual operan las diferentes maquinarias. La optimización de procesos persigue la detección de fallas o deficiencias para ir en la búsqueda de la manera más calificada de realizar las actividades de mantenimiento preventivo o correctivo, y así de este modo cumplir e incluso alargar la vida útil de los equipos, ya que, todos los implementos que se encuentran ubicado en las instalaciones son de vital importancia y además representan un inversión financiera de gran envergadura por parte de la antigua EDELCA.

Si bien la maquinaria y los diferentes equipos son activos de gran valor económico, el activo más valioso y esencial para la corporación es su recurso humano.

CAPÍTULO I.

EL PROBLEMA.

En el presente capítulo se plantea la descripción del problema, justificación, alcance y objetivos que se desean obtener en el desarrollo del mismo.

En julio de 2007 el Presidente de la República, Hugo Rafael Chávez Frías, establece la reorganización del sector eléctrico nacional con el fin de mejorar el servicio en todo el país. Como parte de esta reorganización se creaCORPOELEC mediante decreto presidencial Nº 5.330, en el Artículo 2º del decreto se define aCORPOELECcomo una empresa operadora estatal encargada de la realización de las actividades de Generación, Transmisión, Distribución y Comercialización de potencia y energía eléctrica.

Es así como CORPOELECnace con la visión de reorganizar y unificar el sector eléctrico venezolano a fin de garantizar la prestación de un servicio eléctrico confiable, incluyente y con sentido social. Este proceso de integración permite fortalecer al sector eléctrico para brindar, al soberano, un servicio de calidad, confiable y eficiente; y dar respuestas, como Empresa Eléctrica Socialista, en todas las acciones de desarrollo que ejecuta e implanta el Gobierno Bolivariano. Dentro de la estructura organizativa de operaciones de CORPOELEC se encuentra la Superintendencia de Planta Antonio José de Sucre (DPAJS), la cual está estructurada por Direcciones. Como la Dirección de Producción, que actualmente se encuentra conformada por las siguientes coordinaciones: Coordinación de Operaciones, responsable de velar sobre el control de gestión de las

Operaciones realizadas dentro de las instalaciones de la central. La Coordinación de Ingeniería de Mantenimiento, encargada de integrar y evaluar las acciones de mantenimiento que se realicen en las instalaciones, además de ser la responsable por el control de gestión de las operaciones de las Coordinaciones de Mantenimiento de Planta Física, Mecánica, Eléctrica y Control e Instrumentación, todas estas son responsables de ejecutar el mantenimiento de los componentes asociados a la Central Hidroeléctrica "Antonio José de Sucre", y por último la Coordinación de Seguridad Industrial (CSI), que cuenta con un compendio de instrucciones de trabajo, estándares de mantenimiento y un manual de procedimientos internos del "Proceso Mantener", asociados al proceso de "Producir Energía Eléctrica", certificados en el año 2005 con la Norma Venezolana COVENIN ISO 9001:2000, y consecuentes con su política de calidad; en este momento en la DPAJS se plantea la Mejora Continua (Método Kaizen), identificando oportunidades de mejora, que permitan elevar el desempeño organizacional.

Entre las funciones primordiales de la Coordinación de Mantenimiento de Planta Física se encuentra la administración y generación de una serie de mantenimientos programados por parte del personal adscrito a dicha coordinación.

Su importancia radica en realizar las labores de mantenimiento de manera correcta, efectiva y en el plazo de tiempo establecido. Cualquier actividad de mantenimiento que se haga a las unidades generadoras que se encuentran instaladas en las tres(3) casas de máquinas que conforman la central hidroeléctrica, implica la re-conexión de las unidades generadoras en el menor tiempo posible. De este modo se logra el cumplimiento de cada una de las actividades asignadas y permite el acatamiento de los plazos establecidos determinando con claridad el lapso de tiempo de inoperatividad que cumplirá cara unidad.

Es necesario destacar que esto solo se podrá cumplir, si y solo si, se realizan las labores de mantenimiento requerida y en el orden de actividad preciso. De lo contrario el mantenimiento no será efectivo, lo que implicaría su repetición o en el peor de los panoramasla existencia de un desperfecto en alguno de los componentes vitales de la unidad generadora teniendo como consecuencia la aplicación de actividades adicionales.

Para poder contar con un sano sistema eléctrico nacional es indispensable contar con la oportuna disponibilidad y el correcto funcionamiento de las unidades generadoras. Si se cumple con lo anteriormente expuesto, se puede asumir que las unidades generadoras se encuentran en óptimas condiciones operativas (se define como óptima condición operativa; al periodo operativo frecuente o regular en el cual se desempeñan las actividades gozando de las mejores condiciones posibles tales como: instalaciones y casa de máquina. Es decir, cuando se desarrollan las labores de trabajo en una ambiente regulado desde el punto de vista medio ambiental y al mismo tiempo se cuenta y se utilizan las técnicas y herramentaria apropiada para dicha actividad).

Actualmente este planteamiento no es prioridad para la organización. Si bien la operatividad de las unidades es sumamente importante, al momento de realizar las labores de mantenimiento la condición de trabajo es significativo,ya que involucra la salud y bienestar de los trabajadores.

Planteamiento del problema.

Actualmente la casa de máquina número 2 de la Central Hidroeléctrica "Antonio José de Sucre" (Macagua) posee una capacidad instalada de 12 unidades generadoras tipo Francis. Cada unidad a su vez, puede generar un máximo de 216 Mega Watt (MW), lo que implica que posea una potencia máxima instalada de 2592 MW. (Ver Figura 1: Vista lateral de la casa de máquinas 2 de la central hidroeléctrica Antonio José de Sucre (Macagua). yFigura 2. Vista superior de la nave de montaje y las unidades Generadoras instaladas en casa de maquina N° 2 de macagua).

Figura 1: Vista lateral de la casa de máquinas 2 de la central hidroeléctrica Antonio José de Sucre (Macagua).

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 2. Vista superior de la nave de montaje y las unidades Generadoras instaladas en casa de maquina N° 2 de macagua.

Fuente: Elaboración Propia.

Con la finalidad de llevar un mejor control, cada unidad generadora fue identificada con una numeración. Tal es el caso de las unidades ubicadas en la casa de maquina 2, donde dicha numeración inicia con la número siete (7) y culmina con la número diecinueve (19). Esto se debe a que las seis (6) primeras unidades generadoras se encuentran en la casa de maquina 1.

Aunque las unidades generadoras presentes en la casa de maquina 2, cronológicamente poseen un periodo operativo mucho menor en cuanto a su instalación y a su tiempo activo en comparación a las unidades instaladas en la casa de máquinas 1, estas han requerido la aplicación de frecuentes actividades de mantenimiento preventivo. Y así mismo demandan un número mayor de reparaciones.

Estas actividades generan principalmente pérdidas de tiempo y el consumo de implementos de limpiezas (siendo los retazos de tela, los más utilizados). (Ver Figura 3. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza la parte interna de la caverna la Unidad Generadora y Figura 4: Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza de la caverna de la ménsula superior).

Figura 3. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza (aspirado del aceite que se encuentra en el interior) de la parte interna de la caverna la Unidad Generadora.

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 4. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza de la caverna de la ménsula superior.

Fuente: Elaboración Propia.

Como se explicó con anterioridad, la falla con mayor frecuencia es el aumento de la temperatura de los equipos de disipación térmica, lo que conlleva a aplicar actividades de mantenimiento, no siendo ésta la anomalía más grave.

Dichas unidades presentan una pequeña inclinación que al estar excitada por la energía mecánica, genera pequeñas vibracionesen las paletas del distribuidor (todo esto ocurre en el interior de la caja espiral) generandovibraciones con una intensidad y a una resonancia determinada que han causado la reproducción de micro fracturas en el rotor.

El rotor, es la parte móvil conectada al eje de la turbina. (Ver Figura 5. Componentes y configuración de una Unidad Generadora modelo Francis para Centrales Hidroeléctricas).

Figura 5. Componentes y configuración de una Unidad Generadora modelo Francis para Centrales Hidroeléctricas.

Fuente: Manual del Ingeniero Mecánico-Edición 2008.

El rotor puede estar constituido por un imán permanente o más frecuentemente, por un electroimán. Un electroimán es un dispositivo formado por una bobina enrollada en torno a un material ferromagnético por la que se hace circular una corriente, que produce un campo magnético. En el caso concreto de esta serie de unidades generadoras el campo magnético es producido por un electroimán, ya que, tiene como ventaja ser más intenso que el de uno producido por un imán permanente y además su intensidad puede regularse.

Posiblemente la causa (ya que el origen de la falla no ha sido determinado ni certificado en su totalidad, son suposiciones basadas en observaciones de anomalías probablemente causadas por la falla principal) las cuales hayan surgido durante la etapa de instalación.

Si bien el desgaste progresivo ha sido mitigado a través de la aplicación de parches metálicos, los cuales son soldados y posteriormente atornillados, es soldada con el fin de reforzar la estructura metálica y atornillada no solo como refuerzo sino que brinda una pequeña holgura de movimiento entre las parte lo a su vez ayuda disipar a la energía cinética. (Ver Figura 5. Componentes y configuración de una Unidad Generadora modelo Francis para Centrales Hidroeléctricasy Figura 6. Componentes y configuración de una Unidad Generadora modelo Francis para Centrales Hidroeléctricas).

Figura 6. Componentes y configuración de una Unidad Generadora modelo Francis para Centrales Hidroeléctricas.

Fuente: Elaboración Propia.

Otra consecuencia que se puede percibir es el incremento de temperatura ambiental y del índice de Temperatura Globo Bulbo Húmedo, debido a la fricción adicional que se experimenta entre los componentes.

Aunque la integridad física y la disponibilidad de las unidades generadoras son sumamente importantes. No es lo primordial, ya que, la prioridad en las actividades de mantenimiento siempre ha sido y debe ser la salud y la integridad de los trabajadores.

La consecuencia que cobra mayor relevancia producto de esta anomalía es:

· El incremento de la temperatura es la anomalía que influye con mayor fuerza en los retrasos de la reincorporación de las unidades. Debido a que para realizar las labores de mantenimiento es necesario cumplir con las condiciones mínimas dispuestas en la ley del trabajo en el código de trabajo en espacios calurosos y la norma COVENIN 2254:1995 Calor y Frio Límites Máximos Permisible de Exposición en Lugares de Trabajo, dado que son las normas que regulan en la República Bolivariana de Venezuela las condiciones de trabajo en dichas aéreas (los espacios calurosos). Ver Figura

7. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza de la parte interna de la caverna la Unidad Generadora y Figura 8. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza (extracción del aceite con la ayuda de trapos adsorbentes) de la parte interna de la caverna la Unidad Generadora.

Figura 7. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza de la parte interna de la caverna la Unidad Generadora.

Fuente: Elaboración Propia.

Figura 8. Trabajador del Departamento de Servicios Generales en labores de limpieza (extracción del aceite con la ayuda de trapos adsorbentes) de la parte interna de la caverna la Unidad Generadora.

Fuente: Elaboración Propia.

Objetivos de la investigación.

Para el desarrollo del presente trabajo se desea cumplir los objetivos que se indican a continuación.

Objetivo General.

Evaluar los niveles de carga térmica existente en las ménsulas superior e inferior de las unidades generadoras que operen bajo régimen de trabajo especial que se encuentran instaladas en la casa de maquina número 2 de la Central Hidroeléctrica "Antonio José de Sucre" (Macagua).

Objetivos Específicos.

1. Describir las anomalías técnicas existentes en las unidades de régimen de trabajo especial.

2. Determinar las posibles alteraciones del organismo que pudiesen sufrir los trabajadores, debido la exposición durante desarrollo de su jornada laboral en el interior de las unidades generadoras que operan bajo régimen de trabajo especial en las instalaciones de la casa de máquina número 2 de la Central Hidroeléctrica "Antonio José de Sucre" (Macagua).

3. Determinar los niveles de cargas térmicas presentes en las cavernas de las ménsulas superior e inferior de las unidades generadoras que operan bajo régimen de trabajo especial (se seleccionó la unidad generadora número 8).

4. Determinar la relación numérica entre TBS Y TGBHi en el interior de las unidades generadoras que operen bajo régimen especial (se seleccionó la unidad generadora número 8).

Desarrollar y analizar gráficas comparativas con los datos obtenidos en dichas unidades.

5. Proponer mejoras viables desde el punto de vista técnico-económico desde el punto de vista de la situación actual de la corporación

Justificación

Para llevar a cabo cualquier actividad laboral, bien sea regular o especial (entiéndase como actividad especial cualquiera actividad planificada o no planificada que se realice de manera esporádica o que represente un alto grado de riesgo para la salud del trabajador), es necesario la aprobación de la coordinación de seguridad industrial.

Una de las actividades que presenta mayor riesgo en las instalaciones de casa de máquina número 2, es el mantenimiento (de cualquier tipo, bien sea preventivo o correctivo) que se realiza en el interior de las unidades generadoras, en específico las que se desarrollan en las unidades que operan bajo régimen especial.

Es por ello que se deben realizar una serie de mediciones y posteriormente informar a los trabajares cuales son las condiciones de trabajo (desde el punto de vista térmico), la información que se le da los trabajadores es:

1. Cuál es el valor de la temperatura del aire (TBS).

2. Cuál es el valor del TGBHi.

Una vez realizada la exposición de la información obtenida, es necesario indicarles si es recomendable o no realizar las labores dentro de la unidad. De ser posible, se debe indicar:

1. Bajo qué régimen de trabajo se debe desarrollar la actividad.

· Cuál es el lapso de tiempo permitido de trabajo y de descanso.

2. Cual es plazo de tiempo necesario para aclimatación del organismo (tiempo que necesita el organismo para reducir parcialmente su temperatura y no sufrir daños permanentes).

3. Cual es plazo de tiempo necesario para la relajación del organismo (cuál es el tiempo que necesita el organismo para relajarse).

Figura 9. Toma de temperatura en el interior de la Unidad Generadora.

Fuente: Elaboración Propia.

Los trabajadores de cada coordinación y departamento involucrado en estas actividades de mantenimiento (coordinación y departamento de mantenimiento mecánico, coordinación y departamento de mantenimiento eléctrico, coordinación de servicios generales y coordinación de seguridad industrial) se han dado cuenta a través de análisis, racionamientos y discusión (no estructuradas) que existe una relación numérica entre los valores del TBS y los valores de TGBH, estas interrogantes que surgen durante estas charlas son la razón de ser de este trabajo, ¿numéricamente cuál es la relación entre el TBS y el TGBH?, observar la Figura 9: Toma de temperatura en el interior de la Unidad Generadora.

Delimitación.

El desarrollo de este trabajo se llevó a cabo en la Coordinación de Seguridad Industrial (CSI), adscrito a la Superintendencia de Planta Macagua, en estas instalaciones se realizó la captura de los parámetros asociados a los ambientes donde la Coordinación interviene, en esta oportunidad se tomó concretamente dentro de la casa de maquina número 2 de dicha central hidroeléctrica. Para ser más específico en estudio se realizó en la elevación 10.50 que es la elevación en donde se encuentras las unidades generadoras de dicha casa de máquina.

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