Ultimo día para recepción de diapositivas corregidas de quienes presentaron el 8 de abril: Lunes 22 de abril de 2019. Luego de esto se desacreditará 1 punto por día.

Ultimo día para recepción de diapositivas corregidas de quienes presentaron el 15 de abril: Lunes 29 de abril de 2019. Luego de esto se desacreditará 1 punto por día.

Ultimo día para pre-revisión de paper vía e-mail: Jueves 2 de mayo de 2019.

Ultimo día para entrega final de paper vía e-mail: Lunes 6 de mayo de 2019. El paper debe ser entregado igualmente impreso el lunes 6 de mayo de 2019 para ser considerado como versión final. No es necesario que sea aceptable para publicación, pero al menos cumplir con los parámetros mínimos como si fuese a ser sometido (según se indicaron en clases).

EXAMEN FINAL PRESENCIAL: LUNES 6 DE MAYO DE 2019, DE 6 - 8 P.M. SALON 217-POSTGRADO.

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I. Descripción

El presente curso es una guía teórica al cuerpo de conocimientos para la gestión del mantenimiento y seguridad eléctrica, aplicable a un amplio rango de instalaciones eléctricas, pero enfocada con un énfasis especial a aquellas instalaciones de proyectos industriales. Se trata de obtener un enfoque de gestión técnica, basada en conocimiento técnico-científico de los sistemas eléctricos industriales y su comportamiento en diversas condiciones de funcionamiento, así como las diversas posibilidades existentes en las cuales, a partir de estos sistemas, de pueden ocasionar daños al ser humano y a la propiedad. Se analizan en éste curso los principales puntos de falla de las instalaciones eléctricas, que pueden ser causantes de disipaciones energéticas, incendios, fluctuaciones que afecten la calidad del suministro, fallas totales del suministro y operaciones inadecuadas en general del sistema eléctrico.

El presente curso dará un enfoque especializado de los conceptos de mantenimiento eléctrico, basados en el tipo de equipamiento eléctrico a mantener, el análisis de ciclo de vida, fiabilidad, calidad, costos, tiempo, riesgos, recursos y herramientas de gestión y seguridad aplicables.

II. Justificación

La incursión de nuestro país en grandes proyectos de tipo industrial, comercial e institucional; que utilizan sistemas eléctricos de potencia complejos, así como maquinaria industrial electromecánica de alta potencia, la expansión de la red eléctrica nacional y el rápido incremento de carga; han traído consigo la necesidad de tener especialistas en temas de mantenimiento eléctrico industrial. La Universidad Tecnológica de Panamá, ante esta demanda oferta el presente curso a nivel de maestría en ingeniería eléctrica, para brindar la formación académica pertinente al más alto nivel en el tema requerido.

III. Objetivos

3.1. Objetivo General

Este curso tiene como finalidad identificar, describir, integrar y aplicar aquellos conocimientos que se requieren, y que deben considerarse para la correcta gestión del mantenimiento de las instalaciones eléctricas, utilizando información actual y real, analizada bajo un criterio de conocimientos científicos de ingeniería.

3.2. Objetivos Específicos

De manera específica, se pretende con éste curso que el estudiante:

- Domine los conceptos, terminología y técnicas generales dentro de la ingeniería de mantenimiento eléctrico.

- Obtenga conocimientos de diseño y programación de Mantenimiento Eléctrico Preventivo (EPM).

- Domine los fundamentos del mantenimiento a equipamiento eléctrico y sus protecciones.

- Obtenga conocimientos sobre las necesidades de mantenimiento y pruebas de los transformadores de potencia eléctrica.

- Conozca las aplicaciones, usos, normas y necesidades de mantenimiento de los diversos tipos y configuraciones de cableados de potencia eléctrica.

- Conozca las consideraciones que hay que tener para el mantenimiento de equipos de control de motores (MCC), equipo electrónico e interruptores de circuito en cajas.

- Obtenga conocimientos acerca de protecciones contra falla a tierra y otras protecciones especializadas y los cuidados de mantenimiento que hay que tener.

- Domine los criterios de pruebas y mantenimiento de máquinas rotativas electromecánicas.

- Conozca las consideraciones de mantenimiento del alumbrado general, receptáculos y otros dispositivos finales.

- Obtenga conocimientos sobre el mantenimiento a electrobarras (busways).

- Conozca de los estudios energéticos requeridos en los sistemas de potencia industriales y como pueden ayudar al mantenimiento de los mismos.

- Identifique los requerimientos de seguridad adecuados en la operación de equipamiento y sistemas eléctricos de potencia.

- Identifique la aplicación de normativas internacionales que conforman estándares de amplia aplicación en temas de sistemas eléctricos industriales y la seguridad requerida para los mismos, como aquellas dadas por NFPA, IEEE, BS, BC, ANSI, ASTM, AENOR, UNE, IEC, CENELEC, DIN y otras que tienen implicaciones en la seguridad de los sistemas eléctricos.

IV. Contenido

1. Conceptos generales de mantenimiento eléctrico. (1^ra semana)

i. Definición del mantenimiento eléctrico

ii. Mantenimiento Eléctrico Preventivo (EPM)

iii. El programa de EPM y sus partes

iv. Retorno de la inversión en un programa de EPM

v. Beneficios a nivel técnico de un programa de EPM

a) Reducción de la disipación energética

b) Reducción de apagones no planeados

c) Reducción de incidentes y accidentes que ponen en riesgo vidas

2. Diseño y desarrollo del programa de EPM. (2^da semana)

i. Recolección de data

ii. Identificación de equipamiento crítico

iii. Impacto de las condiciones ambientales sobre los equipos

iv. Las condiciones de carga

v. Historial de operación de los equipos

vi. Frecuencias de inspección requeridas

vii. Métodos, procedimientos, formatos y registros

viii. Algunas consideraciones para locaciones clasificadas de alto riesgo.

3. Fundamentos del mantenimiento a equipos eléctricos. (3^ra semana)

i. Programación, personal y equipo de seguridad

ii. Revisión del esquema de protecciones eléctricas y re-calibración de las mismas

iii. Pruebas de aceptación

iv. Consideraciones en la limpieza de equipos eléctricos

v. Consideraciones en el manejo de desechos de mantenimiento eléctrico

vi. Lubricación

4. Teoría, modelos y métodos para el análisis de ciclo de vida y fiabilidad en instalaciones industriales con componentes eléctricos y/o electromecánicos (4ta – 7ma semana)

i. Modelos de distribución de fallos

a) Distribución binomial

b) Distribución de Poisson

c) Distribución Exponencial

d) Distribución de Weibull

e) Distribución Log-Normal

ii. Análisis de riesgos

a) Estudios de riesgo de operatividad

b) Análisis HazOp

c) Análisis FMEA (plantas nucleares)

d) Análisis de Pareto

e) Análisis de Markov

f) Análisis de árbol de Fallos (FTA)

g) Análisis por árbol de sucesos (ETA)

iii. Fiabilidad de Sistemas

a) Sistemas de reserva

b) Sistemas con reparación

iv. Fiabilidad humana

a) Factores de forma del comportamiento

b) Errores de fijación

c) Cuantificación del error humano

a. Metodología THERP

b. Otras metodologías

v. Modelado y caracterización del comportamiento de los sistemas eléctricos según tipo de voltaje, respecto de su mantenimiento.

a) Sistemas de bajo voltaje

a. Sobrecargas

b. Pérdida de contacto

c. Contaminación

d. Almacenamientos inadecuados o basura en áreas del sistema.

e. Armónicos

f. Violaciones de normativa

b) Sistemas de alto voltaje

a. Corona

b. Seguimiento o Tracking

c. Falla de cono de estrés

d. Contaminación

e. Pérdida de conexión

f. Inestabilidad por desbalance generación-carga

g. Incumplimiento de estándares

vi. Análisis de Ciclo de Vida para componentes y sistemas eléctricos.

5. Switchgears, switchboards y subestaciones. (8^va semana)

i. Fundamentos del mantenimiento de las subestaciones en industrias

a) Aisladores y aislantes

b) Conductores

c) Air-Disconnecting Switches (desconectadores en aire)

ii. Switchgears y switchboards

iii. Interruptores de circuito

a) Breaker (rompe-arco) de aire

b) Breaker (rompe-arco) de vacío

c) Breaker (rompe-arco) de aceite

d) Breaker (rompe-arco) de SF6

e) Switch-interruptor

f) Fusibles

iv. Otros elementos

a) Capacitores

b) Supresores de sobretensión

c) Baterías y cargadores

d) Transformadores de instrumentación y auxiliares

e) Sensores de alarma

f) Relees, medidores e instrumentos

g) Enclavamientos (interlocks) y dispositivos de seguridad

h) Aterrizaje del equipo

i) Detectores de tierra

j) Protectores de red

6. Transformadores de potencia. (9^na semana)

i. Transformadores inmersos en líquido

a) Pruebas y análisis

ii. Transformadores secos

a) Pruebas y análisis

7. Cableado de potencia. (10^ma semana)

i. Modos de falla de conductores eléctricos de potencia

a) Ruptura dieléctrica

b) Termoconducción

ii. Impacto de las condiciones de instalación

a) Instalaciones al aire libre

b) Instalaciones en conduits

c) Instalaciones soterradas

iii. Tipos de arreglos especiales de conductores y su mantenimiento

a) Bandejas portacables

b) Ductos portacables

iv. Pruebas de los conductores

a) Aislamiento

b) Inductancia

c) Disipación

d) Ciclo de vida

8. Consideraciones para el mantenimiento de Equipo de Control de Motores. (11^va semana)

9. Consideraciones para el mantenimiento de Equipo Electrónico. (11^va semana)

10. Consideraciones para el mantenimiento de Circuit Breakers en caja-panel. (11^va semana)

11. Protecciones contra falla a tierra. (11^va semana)

i. Breaker-interruptor de falla a tierra (GFCI)

ii. Protección de falla a tierra (GFP)

12. Algunas otras protecciones especializadas (AFCI, LCDI). (11^va semana)

13. Máquinas rotativas. (12^va semana)

i. Devanados de estator y rotor

ii. Brochas, anillos colectores y conmutadores

iii. Cojinetes, balineras y lubricación

iv. Limpieza y secado de materiales aislantes

v. Re-ensamblado general (overhault)

vi. Pruebas a las máquinas rotativas

14. Mantenimiento para el alumbrado general. (13^va semana)

15. Consideraciones de los dispositivos finales y receptáculos. (13^va semana)

16. Mantenimiento de electrobarras (busways). (13^va semana)

17. Estudios energéticos en el sistema. (14^va semana)

i. Estudio de corto circuito

ii. Estudio de coordinación de protecciones

iii. Estudio de flujo de carga

iv. Estudio de fiabilidad del sistema

v. Análisis de la calidad de energía en el sistema

18. Requerimientos de seguridad en la operación de equipamiento y sistemas eléctricos de potencia. (15^va semana)

i. Equipo de protección personal

a) Equipo de protección en mantenimientos

b) Equipo de protección en inspección y pruebas

c) Equipo personal de aterrizaje

ii. Espacios de trabajo requeridos

iii. Iluminación y ambiente de trabajo

iv. Separaciones mínimas de guarda con equipo eléctrico vivo

v. Elevaciones de partes vivas no aisladas sobre espacios de trabajo

vi. Trabajo en locaciones clasificadas de alto riesgo.

V. Evaluación

VI. Recursos tecnológicos disponibles

Al tener este curso un espectro tan amplio de posibilidades y aplicaciones, no podemos ceñirnos simplemente a su desarrollo en horas de contacto; el mismo requerirá de aportaciones originales de los estudiantes por medio del desarrollo de pequeños proyectos, para los cuales se requerirá comunicación continua con su profesor. Se utilizará la dirección del sitio web del profesor, la plataforma Moodle de la UTP, un sitio de carga de mega-archivos (www.wetransfer.com) para la transferencia de información de mayor peso; páginas de descarga de información, libros y revistas virtuales; folletos en físico, revistas indexadas y técnicas y libros en físico. En horas-clase presenciales estarán disponibles equipo de data show y tablero blanco con marcadores para la facilidad de la exposición tanto de su profesor como de los estudiantes en el momento que sea requerido.

VII. El Facilitador

Postdoctorado en programa de radiación y disipaciones energéticas en la Universidad de Texas en Austin. Doctorado en Ingeniería, especialidad en modelado de incendios eléctricos, por la Universidad Politécnica de Catalunya (BARCELONATECH), España; con tesis e investigación loada en especial reconocimiento por su aportación al modelado matemático de los incendios eléctricos. DEA (diploma de estudios avanzados de investigación) en el Programa de Ingeniería de Proyectos, Medio Ambiente, Seguridad, Calidad y Comunicación, por la Universidad Politécnica de Catalunya (BARCELONATECH). Especialista Certificado en Protección Contra Incendios (CFPS) por NFPA de Estados Unidos, miembro del International Association of Arson Investigators (IAAI), miembro del National Fire Protection Association (NFPA) de Estados Unidos; Ingeniero Electromecánico con amplia experiencia en modelado, diseño, gestión, dirección y técnicas de instalación de sistemas eléctricos y mecánicos para mega-edificaciones. Ostenta múltiples especialidades técnicas de parte de diversas instituciones, organizaciones y universidades extranjeras, públicas y privadas. Tiene varias publicaciones en revistas científicas e indexadas, así como también en medios de prensa sociales. Consultor de ingeniería de varias compañías de diseño e instalación. Profesor de pregrado y postgrado de la Facultad de Ingeniería Eléctrica de la Universidad Tecnológica de Panamá.

VIII Referencias Bibliográficas

Ang, A.H.S.; Tang, W.H. (1984). Probability Concepts in Engineering Planning and Design; Volume II – Decisions, Risk and Reliability, John Wiley & Sons Inc., New York.

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ANSI C84.1-1995, Electric Power Systems and Equipment-Voltage Ratings (60 Hertz)

ANSI/IEEE 43 (R.1991), Recommended Practice for Testing Insulation Resistance of Rotating Machinery.

ANSI/IEEE 62, Guide for Diagnostic Field Testing of Electric Power Apparatus—Part 1: Oil Filled Power Transformers, Regulators, and Reactors, 1995.

ANSI/IEEE 141, Recommended Practice for Electric Power Distribution for Industrial Plants (Red Book)

ANSI/IEEE 142, Recommended Practice for Grounding of Industrial and Commercial Power Systems (Green Book)

ANSI/IEEE 242 (Reaff. 1991), Recommended Practice for Protection and Coordination of Industrial and Commercial Power Systems (Buff Book)

ANSI/IEEE 399, Recommended Practice for Industrial and Commercial Power Systems Analysis (Brown Book)

ANSI/IEEE 493, Recommended Practice for the Design of Reliable Industrial and Commercial Power Systems (Gold Book)

ANSI/IEEE 519, Recommended Practices and Requirements for Harmonic Control in Electrical Power Systems, 1992.

ANSI/IEEE C57.104, Guide for the Interpretation of Gases Generated in Oil-Immersed Transformers, 1991.

ANSI/IEEE 1100, Recommended Practice for Powering and Grounding Sensitive Electronic Equipment (Emerald Book)

ANSI/IEEE C57.110 (Reaff. 1993), Recommended Practice for Establishing Transformer Capability When Supplying Nonsinusoidal Load Currents, 1986

ANSI/IEEE C37.13, Standard for Low-Voltage AC Power Circuit Breakers Used in Enclosures, 1990.

ANSI Z244.1, Personnel Protection — Lockout/Tagout of Energy Sources — Minimum Safety Requirements, 1982.

ASTM D 924, Standard Test Method for Dissipation Factor (or Power Factor) and Relative Permittivity (Dielectric Constant) of Electrical Insulating Liquids, 1992.

ASTM D 3284 REV A, Test Methods for Combustible Gases in the Gas Space of Electrical Apparatus in the Field, 1990.

ASTM D 3612, Standard Test Method for Analysis of Gases Dissolved in Electrical Insulating Oil by Gas Chromatography, 1993.

FACEL (2010), “Clasificación Temática de las Normas UNE en Vigor”, Asociación Española de Fabricantes de Cables y Conductores Eléctricos y de Fibra Optica,

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http://www.facel.es/docs/PF-01+02%20UNE%20BT%20y%20MT%20Rev%202010-03-31.pdf

Hickey, R.B. (2002), Electrical Construction Databook, McGraw Hill, 2da edición, internacional.

IEC 204-1 (1992-09), Electrical equipment of industrial machines.

IEEE 27, Standard for Switchgear Assemblies including Metal-Enclosed Bus, 1987.

McPartland J, McPartland B. Handbook of Practical Electrical Design, 2^da edición, U.S.A., McGraw-Hill, 1995

Milatovich, R. M.(2008); “Electrical Systems and Appliances”, Fire Protection Handbook, 20^th Edition, Quincy Massachusets, National Fire Protection Association, p.8-127 8-173.

Ministerio de Ciencia y Tecnología, Guia BT Anexo 2: Guía Técnica de Aplicación –Anexo – Cálculo de las Caídas de Tensión, Revisión 1, España, sep. 2003

NEMA AB 1-86, Molded Case Circuit Breakers and Molded Case Switches; 1993.

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Stein B, Reynolds J. (2005); Mechanical and Electrical Equipment for Buildings, Wiley, 10^th edition.

UNE 20.460-5-523:2004. “Instalaciones Eléctricas en Edificios. Parte 5: Selección e instalación de los materiales eléctricos. Sección 523: Intensidades admisibles en sistemas de conducción de cables”. Normas UNE del REBT., AMV Ediciones – C/Almansa, 94-28040, 2004, Madrid.

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