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ALTERNATIVAS DE USO DE BIOGAS EN LA INDUSTRIA COMPAÑÍA CERVECERÍAS UNIDAS PLANTA CCU CHILE, SANTIAGO.
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2007) Castañeda Meneses, Jorge Rodrigo; Cuadra Urbina, Cristian Enrique; Universidad Técnica Federico Santa María UTFSM. Departamento de Mecánica. Dirección General de Investigación y Postgrado. Programas de Magíster; Sáez Carreño, Alejandro; Cruz, Ian Nelson
1 Las actividades productivas de CCU en su planta de cervezas en Santiago han experimentado los impactos de la crisis energética que vive el país, en particular por la falta de suministro de gas natural desde Argentina y por la volatilidad de los precios de los energéticos tradicionales fósiles. Esto ha producido un incremento en los costos operacionales, como consecuencia de utilizar combustibles de mayor precio y gasto logístico. Por otro lado, en la búsqueda de fuentes energéticas amigables con el medio ambiente y económicamente viables, se vislumbra una oportunidad interesante en el aprovechamiento de biogás, producido en una planta de tratamiento de residuos industriales líquidos de la misma industria, logrando no sólo beneficios económicos, sino también, medioambientales con la reducción de gases de efecto invernadero por el desplazamiento del uso de combustibles tradicionales fósiles por biocombustibles Este trabajo entonces, bajo el título de Alternativas de uso de biogás en la industria Compaía Cervecerías Unidas en su planta CCU Chile - Santiago, reúne antecedentes y desarrolla ejemplos concretos para permitir tomar decisiones de implementación y utilización de este biocombustible, el cual es factible de obtener desde la planta de tratamientos de residuos industriales líquidos que estará en operación en el ao 2009, proponiendo implantaciones para utilizar este aporte energético en la actual matriz de la planta, evaluando técnica y económicamente nueve opciones. El estudio se basa en datos reales registrados y en estimaciones basadas en otras plantas de CCU en el país, en literatura del mundo cervecero, en documentación propia de este magíster y en informativos de proveedores y especialistas del entorno energético local.
Propuesta de implementación de plan de mantenimiento centrado en confiabilidad para Central Térmica de Calefacción
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Núñez Suárez, Jorge Andrés; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
En industrias como la gran minería, muchas veces existe una gran cantidad de recursos económicos por el alto valor del mineral extraído y procesado. Los proyectos o procesos que no están asociados de manera directa a la extracción de mineral o al tratamiento de este, no son abordados de la misma manera (distribución de recursos) que los equipos principales del proceso minero y son entregados a empresas contratistas para su administración. El caso de estudio aborda la condición de una central térmica de calefacción ubicada en las dependencias de la División El Teniente, sexta región. La empresa encargada de asegurar la continuidad operacional del sistema de generación de agua caliente y agua caliente sanitaria posee un plan matriz con actividades que no abordan todas las necesidades según las fallas presentadas desde la adjudicación del contrato y a la vez genera un incumplimiento en alguna de las recomendaciones que se detallan en el decreto 10 (Reglamento de calderas, autoclaves y equipos que utilizan vapor de agua). Otra condición que se evidencia dentro del sistema, específicamente en los equipos que tienen contacto con el fluido desplazado, es la concentración de sales y minerales en estado sólido, el cual aportan gradualmente a la pérdida de función de algunos de los activos del proceso. Por la situación detallada anteriormente, se presentó una propuesta de un nuevo plan de mantenimiento bajo la metodología de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad, el desarrollo y aplicación de esta herramienta permitirá conocer en detalle la clasificación de los distintos equipos que son parte del sistema principal y de los subsistemas asociados al equipo crítico determinado y además trabajar en análisis cualitativos como cuantitativos que serán de gran aporte para determinar las actividades de mantenimiento que aportarán a la mitigación y/o eliminación del riesgo calculado. Con los resultados obtenidos, se puede concluir que con la metodología utilizada y las propuestas de actividades generadas se puede alcanzar un ahorro potencial económico considerable al realizar un plan de mantenimiento ajustado a la medida.
Propuesta de mejora de un sistema de respaldo de energía a Planta Concentradora
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2025) Barra Navarrete, Constanza Andrea; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
Este trabajo presenta una propuesta para mejorar el sistema de respaldo energético en la planta concentradora SAG de la División El Teniente, Codelco, en Chile. Actualmente, los equipos de respaldo, como las UPS, generadores y cargadores de baterías presentan problemas de confiabilidad, lo que puede interrumpir las operaciones críticas, generar pérdidas económicas significativas y poner en riesgo la seguridad del personal y los equipos. Estas falencias afectan directamente la estabilidad de los sistemas de control y monitoreo en caso de fallas en el suministro eléctrico. A partir de un diagnóstico inicial y la aplicación de metodologías como el análisis FMECA y de criticidad, se identificaron los principales modos de falla y las causas que los originan. En base a estos hallazgos, se diseñó un plan de acción enfocado en estrategias de mantenimiento preventivo y predictivo, además de medidas correctivas específicas. Entre las propuestas se incluye el reemplazo programado de componentes, la implementación de monitoreo continuo y la capacitación del equipo técnico para garantizar una operación más confiable y eficiente. Este proyecto no solo busca garantizar la continuidad operativa y reducir el impacto económico de posibles fallos, sino que también está orientado a fomentar prácticas sostenibles y eficientes en el uso de los recursos energéticos. Con estas acciones, la planta podrá optimizar sus operaciones, alinearse con los estándares de sostenibilidad y mejorar la gestión de sus activos críticos, asegurando una mayor resiliencia frente a contingencias energéticas.
Propuesta de mejora en unidad de programación y control, gerencia de distribucción y recolección, aguas andinas S.A. con herramientas de mejora contínua
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Fernández Carrasco, Paulina Andrea; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
El presente trabajo es resultado del análisis desarrollado sobre la gestión y operación de la unidad operativa de Programación Y Control de la empresa sanitaria Aguas Andinas S.A. cuyo rol en el mercado es proveer de servicios de agua potable y alcantarillado en las 71.000 hectáreas que abarca su área de concesión en la provincia del Gran Santiago. La controladora directa de Aguas Andinas S.A. es Inversiones Aguas Metropolitanas S.A. (IAM) con un 50,10% de la propiedad, perteneciente al holding Veolia Environnement S.A. (Francia), a través de las sociedades chilenas Veolia Inversiones Aguas del Gran Santiago Ltda. (IAGSA), Veolia Inversiones Andina S.A. y la entidad Agbar S.L.U., con base en España, la cual adquirió el 86% de la propiedad de SUEZ en enero del 2020, esta compra trajo consigo cambios tanto el directorio y cargos relevantes de la compañía, así como también cambios en las estrategias y políticas corporativas, motivo por el cual se han desarrollado desde esta compra a la fecha nuevas formas de hacer las cosas que van desde la implementación de nuevas tecnologías para el uso y tratamiento de datos, así como nuevas modalidades de trabajo junto con reestructuraciones organizativas, lo que ha dado pie a la creación de nuevas áreas y unidades como la recién mencionada y que es objeto del análisis del presente trabajo. La función principal de la Unidad De Programación Y Control es realizar una gestión eficiente de los recursos humanos del personal técnico calificado que realiza labores operativas en terreno de la gerencia de Distribución y Recolección, capturando los datos que sean relevantes para el desarrollo de estas actividades con lo cual debe generar indicadores que permitan la toma de decisiones informadas para mejorar el rendimiento de los recursos del personal técnico que posee la gerencia. La meta anual esperada para el aumento en el rendimiento de los equipos es de un 5% en el indicador que representa el tiempo en sitio que estos invierten para la ejecución de sus actividades de mantenimiento correctivo, preventivo y las propias de la operación. Para lograr este cometido se propuso un periodo de marcha blanca que aplazo la entrega de resultados a diciembre del 2022, sin embargo los datos entregados a la fecha aún presentan inconsistencias con la realidad de terreno, lo que ha derivado en evaluaciones y reevaluaciones que demuestran errores en el cálculo y consideración de variables para la obtención de dicho indicador, es por este motivo que el presente trabajo tiene como objetivo principal generar propuestas para progresar en los resultados de determinados parámetros con el uso de herramientas de mejora continua. Como es de conocimiento general, las herramientas de mejora continua están orientadas a aumentar el nivel de satisfacción del cliente final, por lo cual como primera acción se definió e implemento la metodología que permitió la captura de toda la información relevante para identificar lo que el cliente espera sobre los servicios proporcionados por la unidad, entendiendo por cliente a la Gerencia De Distribución Y Recolección la cual es la encargada de determinar los objetivos y funciones principales de esta. Para la captura de esta información se realizaron diversas encuestas, de las cuales como resultado del análisis de los datos obtenidos se identificó que existen desviaciones importantes entre los intereses expresados por la gerencia y los expresados por los clientes internos propietarios de los recursos del personal técnico que administra la unidad, quienes a la fecha han sido los encargados de establecer las directrices para la administración de dichos recursos, así como de determinar cuáles de los datos obtenidos deben ser considerados como relevantes para la gestión de estos recursos. Las diferencias detectadas entre los intereses del cliente externo e internos, sumadas a que los actuales responsables de determinar las acciones específicas que debe tomar la unidad para lograr los objetivos planteados por la gerencia no tienen claridad, ni esta alineado los objetivos del primero, han provocado que a la fecha aún no se pueda hacer una gestión adecuada para cumplir con el propósito final de la unidad que es el administrar los recursos del personal técnico de terreno de manera eficiente. Una vez detectado el problema se definieron las herramientas de mejora para permitir identificar y medir a futuro los niveles de satisfacción y posibles cambios en las necesidades de quienes hacen uso de los servicios que presta la unidad, así como también se definieron las modificaciones a realizar en la estructura organizativa de esta, la cual actualmente se compone a nivel de contacto inicial de 9 programadores cuyas responsabilidades aún no están bien definidas, siendo todos responsables de saber y eventualmente desempeñar todos los roles posibles dentro del grupo de trabajo. Las modificaciones planteadas se basan en lo que plantea la metodología de la gestión por procesos para lo cual se han definido los distintos roles y las responsabilidades particulares que cada uno conlleva, como resultado de lo anterior se identificaron los responsables por proceso interno, los cuales si bien deben preocuparse de dar respuesta a las necesidades de los clientes internos considerando el control y gestión de variables necesarias para ser eficientes en el uso de los recursos administrados. Una vez identificadas las necesidades reales del cliente, y definidas las responsabilidades de los procesos encargados de gestionar los servicios para dar respuesta satisfactorias a este, se procedió a evaluar los actuales mecanismos que tiene la unidad para dar respuesta a dichas necesidades, validando la problemática identificada que dio origen al presente trabajo, la cual plantea que las respuestas dadas hoy en día a través de los indicadores presentados por la unidad no permiten controlar el desempeño de los equipos para la toma de acciones que generen mejoras en su eficiencia, más existen también errores de cálculo que provocan que los datos obtenidos no sean representativos, por lo cual se proponen modificaciones en la consideración de variables así como del control para su captura, a su vez se proponen nuevas técnicas que permitan identificar oportunamente los cambios en la gestión de los procesos y su interacción con los usuarios para minimizar los errores detectados así como también para estandarizar los procesos, lo que permitirá eventualmente tomar acciones oportunas ante posibles cambios en las necesidades del cliente.
Propuesta de mejora operacional a sistema de generación eléctrica en central hidroeléctrica
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Espinoza Díaz, Bastián Yeremias; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
La industria energética a nivel nacional está fuertemente influenciada por las energías renovables, principalmente por las plantas solares fotovoltaicas, los parques eólicos y las centrales hidroeléctricas. La importancia de utilizar energía verde como electrificación en la industria y los hogares implica en reducir los gases de efecto invernadero y la contaminación al medio ambiente. En el actual trabajo investigativo se desarrolla en la central hidroeléctrica Hornitos perteneciente a la empresa Colbún S.A, principalmente la unidad generadora Hornitos, ubicada en la cuenca del Aconcagua en la región de Valparaíso. La finalidad del trabajo es desarrollar una propuesta de mejora operacional de la unidad generadora tomando como base de estudio el historial de los últimos 4 años de funcionamiento de la unidad generadora con tal de mantener una alta disponibilidad y confiabilidad, y buscar disminuir los costes por falla. La propuesta es desarrollada en base a un proceso de diagnóstico del estado actual de la unidad considerando los sistemas y subsistemas más críticos, según lo obtenido por matrices de criticidad en base a opinión de trabajadores, en conjunto con ordenamiento de datos como frecuencia de falla, tiempo promedio de reparación, modos, efectos y consecuencia de fallas englobados por un cuadro FMEA. Para el análisis se consideran las fallas de mayor recurrencia e impacto, determinado por diagrama Ishikawa y la metodología “5 por que” para determinar de manera óptima las distintas formas en que pueden ocurrir las fallas en conjunto con el planteamiento de distintas soluciones. Por último, se realiza una evaluación económica comparando los costes por falla, que considera costos por indisponibilidad y costos directos por falla (determinados por la Comisión Nacional de Energía), con los costes de la propuesta de mejora, además se propone un escenario futuro comparado con el escenario actual determinando un posible ahorro en caso de ser implementada la propuesta.
Propuesta de plan de mejora de eficiencia térmica para planta SX-EW de empresa minera Mantos Blancos
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Zamora Saavedra, Raúl Ignacio; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
El presente documento busca definir una propuesta para mejorar la eficiencia térmica de la planta hidrometalúrgica SX-EW, en la empresa minera mantos blancos, ubicada a 56 kilómetros de Antofagasta en el norte de chile. Este documento se desarrollará de acuerdo con tres objetivos específicos los cuales permitirán cumplir con la propuesta. En primer lugar, se contextualiza el proceso y la importancia de los equipos térmicos en el proceso, se definen los parámetros operacionales y productivos de la planta (alcances, capacidad productiva), se realiza una evaluación sistemática en función a la eficiencia térmica del proceso y cuáles son los factores que más perjudican la eficiencia (calentador de agua, tanques de agua caliente, intercambiadores de calor, calidad del combustible, piping, etc.). en segundo lugar, se calcula eficiencia térmica de caldera de calefacción 410 para obtener variables de perdidas en energía, además se evidencia la integridad mecánica de los equipos mediante inspecciones de terreno, evaluando sus impactos en seguridad y producción. Por ultimo y en consecuencia de los capítulos uno y dos se definirá la propuesta de mejora, con el objetivo de aumentar el rendimiento del sistema y el ahorro de combustible, esquematizando los principales puntos a mejorar en materias de diseño, limpieza y aislación. Finalmente se estiman los costos de inversión de las propuestas, se evalúa el desarrollo de las propuestas en relación con el ahorro energético de combustible por consecuencia de las mejoras y se detalla el beneficio obtenido y se compara con las proyecciones presupuestarias de los siguientes años.
Propuesta de plan de mejora en desempeño de producción en línea de envasado PET planta ECUSA
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Haro Cerpa, Marcelo Alonso; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Ingeniería Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
En Chile se ha visto un incremento en el consumo del agua, bebidas, así también sus derivados. Se albergan grandes cantidades de reservas de agua, las cuales de explotan para producciones de distintos refrescos al largo del país. Empresas de diferente tipo fijan sus miradas para invertir en el país, con ello un incremento en las acciones y proyectos de producción para un exponencial dentro de los años, acompañado de la necesidad de mano de obre calificada con experiencia. Con una inyección económica, no valga de redundancia son los costos y gastos asociados, de tal manera que los recursos sean optimizados con la toma de decisiones para generar una diferencia al largo plazo, generando confianza en el trabajo. Dentro del proceso de envasado se utilizan maquina automatizadas de alta responsabilidad para las producciones programadas, es por esto que dentro del informe se analizara como reducir las detenciones no planeadas, evaluando implementación de metodología asociada con un mantenimiento mayor para lograr resultados a lo largo del tiempo.
Propuesta para plan de mantenimiento en molino de alta intensidad (HIGMILL)
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2023) Balbontín Ramos, Franco; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
En el siguiente trabajo, se abordará de la manera más clara posible, la problemática de dos aristas provenientes de la adquisición de un equipo con una tecnología completamente nueva en Chile; un molino de alta intensidad, conocido comercialmente como HIGmill (High Intensity Grinding Mill). Este equipo de procedencia suiza fue instalado en el año 2019 en Minera Spence en el marco del proyecto SGO (Spence Growth Option), que es la implementación de la nueva planta concentradora de la minera perteneciente a BHP. Este molino, al ser de una tecnología completamente nueva para el usuario y también para el proveedor a nivel nacional, traía consigo una serie de interrogantes a la hora de generar estrategias de mantenimiento y más aún a la hora de ejecutarlas. Temas tales como horas de duración de ciertos componentes, intercambiabilidad de algunas válvulas, rotación de repuestos, montaje, desmontaje, etc. El equipo, además, fue comisionado en periodo de pandemia, por lo que la ejecución de este paso no fue la óptima debido a las limitaciones de personal y desplazamientos que había. Por otro lado, el personal de comisionamiento, venían con tiempo limitado desde Suiza y Rusia, así que no alcanzaron a completar de manera debida este proceso. Esto trajo como consecuencia, que el equipo no fuese calibrado de manera optimo en su consumo de potencia, medios de molienda, niveles de llenado de pulpa y agua, velocidades de giro y presiones de alimentación. Con todas estas barreras de entrada, actualmente el equipo no está trabajando de la manera más eficiente, los operarios se ven enfrentados a diferentes problemas relacionados con los puntos mencionados anteriormente, la duración de los elementos de desgaste no está relacionada con algún patrón o con tasas de desgaste predecibles, por lo que el área de mantenimiento no puede establecer planes claros de mantención. Según datos obtenidos de otras plantas en el mundo que poseen estos equipos y que tienen perfiles de mineral similares a los de la Región de Atacama, la duración de los elementos de desgaste bordea los 8 a 10 meses, pero sin embargo en Minera Spence, se está trabajando con una estrategia de mantención cada 3 meses, lo que genera 4 detenciones del área al año, sumado a que son 2 equipos, estamos hablando de 8 detenciones programadas al año, lo que genera un alto impacto en la continuidad operacional de la planta. Se suma a esto el uso de recursos, dotación de personal, repuestos, insumos, etc. Por lo que el OPEX está teniendo niveles demasiado altos para la operación en general. Es por estos motivos, que nace la necesidad de generar un plan de mantenimiento para el equipo en sí, para sus periféricos (válvulas, bombas, reductor) y además trabajar en la optimización del equipo del punto de vista operacional. Para esto, se generará un RCM para el equipo y se determinará su estrategia de mantenimiento. En paralelo, se analizará el funcionamiento del equipo, se realizarán curvas de calibración y se generara con esto, una guía para el operario a modo de poder saber en qué punto de la curva se encuentra y con esto tener una visibilidad del consumo de potencia del equipo versus el volumen de pulpa tratado y el nivel de medio de molienda respectivo.
Propuestas de mejora y plan de mantenimiento a red de agua potable SSR cinco sectores
(Universidad Técnica Federico Santa María, 2024) Mesías Gamboa, Frank Danilo; Universidad Técnica Federico Santa María. Departamento de Mecánica; Cuadra Urbina, Cristian Enrique
Este proyecto tiene como finalidad realizar y confeccionar actividades para el mantenimiento y proponer mejoras a la “Red de Agua Potable SSR Cinco Sectores.” Empresa ubicada en la comuna de Catemu específicamente en los sectores de San Carlos, Santa Margarita, San José, Reinoso y Santa Isabel a 27 Km al oeste de San Felipe en la región de Valparaíso, Chile; con el objetivo de ofrecer un mejor servicio a los usuarios de la red, minimizando las fallas inesperadas en el sistema y mejorando los tiempos de respuesta y reparaciones. En primera instancia se realiza un levantamiento de todos los equipos involucrados en la red, recopilando información técnica y definiendo el grado de criticidad. Se recopila información para la confección de un plano de la red de todas las tuberías con sus respectivos diámetros y definiendo la ubicación de equipos y componentes. La dimensión de la red es de aproximadamente de 18000 m, con aproximadamente 2172 usuarios. Posteriormente se realiza una descripción del mantenimiento actual de la red y luego se describen las fallas que han tenido equipos y componentes de la red de agua potable para dar pie a un análisis de criticidad. De acuerdo con lo anterior se realiza un plan de mantenimiento a la red de agua potable. Para ello primero se realiza un inventario de los equipos que participan en el operación de la red (Bomba sumergida, válvula de retención, válvulas de compuerta, bomba dosificadora de cloro, macromedidor, estanque de regulación), posteriormente se codifican los equipos y las actividades de mantenimiento, se confeccionan formatos de registro de información (Ficha técnicas, hojas de vida de equipos, verificación de parámetros etc.) finalmente se describen de acuerdo a cada equipo, las actividades de mantenimiento con su respectiva frecuencia. En las actividades de mantenimiento también se incluyen algunos elementos y equipos producto de las mejoras propuestas. Además, se hacen las propuestas de mejora en base a cálculos realizados a la red de impulsión, fundamentadas en las problemáticas existentes y requerimientos para la entrega de un mejor servicio, las cuales son las siguientes: • Instalación de válvulas de venteo • Instalación de manómetros • Instalación de amortiguador de pulsaciones. Finalmente se realiza una evaluación de factibilidad financiera, obteniendo los costos de las mejoras, los costos de implementación para el mantenimiento y además las utilidades de la red para solventar los costos de las mejoras y el mantenimiento de la red de agua potable en un plazo entregado por el resultado de cálculos financieros.

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