Justificación de la alineación láser

Justificación de la alineación láser

Se propone la adquisición de equipo de alineación láser. Se utilizaría en los ejes de conexión de motores y bombas, mezcladoras, ventiladores, compresores, etc., in situ, para garantizar su correcta alineación.

El sistema que se emplea actualmente para alinear los ejes es una regla, que es relativamente imprecisa, ya que depende de la apreciación del ojo humano. Existen cuatro maneras en las que la alineación de los ejes puede diferir de la situación ideal, la alineación perfecta: desviación horizontal y vertical, donde los ejes que giran están paralelos pero no son colineales, y la angulosidad horizontal y vertical, donde los dos ejes se encuentran en un ángulo. Es extremadamente difícil conseguir que las 4 se encuentren dentro de unos límites de precisión aceptables si la alineación se realiza con una regla. Con esta técnica, normalmente los ejes estarán desalineados unos 0,5 mm. Por el contrario, si se utiliza la alineación láser, la desviación se reduce normalmente a menos de 0,1 mm y la angulosidad a menos de 0,1 mm/100 mm (la angulosidad se mide como relación de la distancia entre los ejes respecto a su diámetro).

Este informe continuará para demostrar que, al mejorar la alineación, se puede reducir el presupuesto de mantenimiento y el consumo energético de las instalaciones.
 


Ahorro en costes de energía: instalaciones secundarias

Se probó un sistema de alineación láser en la bomba MP421. La corriente utilizada por el motor se midió en 12,2 A. Después de la alineación, bajó a 11,8 A, una reducción del 3,28 % en consumo de energía, que equivale a un ahorro de 0,288 kW o 77,58 £ (107 €) a lo largo de un año (cifras correspondientes a 2002).
 
El ahorro que se puede conseguir en las instalaciones secundarias se muestra a continuación. Se ha dado por supuesto que el consumo energético de toda la maquinaria se reduciría solo un 1 %, ya que es probable que este sea el mínimo absoluto. Como se demostró antes, en algunos casos se puede obtener un ahorro del 3,28 % (o más).
  

Energía en kW

Máquinas Número Mínimo Máximo
Bombas 30 5 50
Ventiladores 5 6 30
Compresores 4 - 250

 

Tamaño de las instalaciones (secundarias) 1180 kW
Coste de la energía 0,0308 £
Tiempo de funcionamiento de la máquina 24 x 365 = 8760 horas al año
Coste total de la energía en un año 1180 x 0,0308 x 8760 = 318 373,44 £
Ahorro de energía 11,8 kW
Ahorro de costes de energía 3183,73 £ (4400 €)


Se ha asumido también que todas las bombas tienen una potencia asignada de 5 kW. Este valor es inferior al real, ya que las bombas varían de 5 a 50 kW.  De forma similar, se ha asumido que todos los ventiladores tienen una potencia asignada de 6 kW. Estas suposiciones han reducido la previsión de ahorro que se obtendría al mínimo absoluto.
 
Nota: El ahorro energético del motor MP421 se calculó con la fórmula siguiente: Potencia = 3 x corriente x tensión
 


Ahorro en costes de reparación: instalaciones secundarias

Se compone del ahorro conseguido a través de la reducción del número de piezas de repuesto y de la reducción de la mano de obra necesaria para realizar reparaciones. Normalmente, la vida útil de un cojinete se puede multiplicar por ocho y tanto acoplamientos como ejes y juntas se benefician de la menor tensión ejercida sobre el eje.

Alineación con una regla

Número de máquinas en las instalaciones secundarias 39
Gastos de reparación promedio por máquina 250 £
MTBF actual 6 meses
Costes de reparación actuales 19 500 £ al año

Alineación láser

MTBF alcanzable 20 meses
Posibles costes de reparación 5850 £ al año
Ahorro anual de  19 500 £ - 5850 £ = 13 650 £ (18 800 €)


El tiempo medio entre fallos (MTBF, del inglés Mean Time Between Failures) y los costes de reparación promedio antes citados proceden de un informe recopilado por Pruftechnik Laser Alignment. Quizás se considere un aumento bastante grande frente a los 6 meses actuales, por lo que, de nuevo, debemos asumir el peor de los casos. Cabe señalar que un mes más en el tiempo medio entre fallos, es decir, pasar a 7 meses, supondría unos costes de reparación anuales de 16 714 £, un ahorro de 2786 £.
 


Ahorro en costes de mano de obra: instalaciones secundarias

Se trata únicamente del ahorro en mano de obra gracias al menor tiempo que lleva la alineación de ejes.

Alineación con una regla

Tiempo por alineación 1 hora
Número de máquinas alineadas 39
Frecuencia de alineación de cada máquina por año    1,5 veces al año
Número total de alineaciones al año 58,5
Horas invertidas en el trabajo de alineación al año 58,5 horas
Coste promedio de la mano de obra 23 £ por hora
Técnicos necesarios por equipo de alineación 2
Coste por equipo 46 £ por hora
Coste total de mano de obra al año por trabajos de alineación 2691 £

Alineación láser

Tiempo por alineación 1 hora
Número de máquinas alineadas 39
Frecuencia de alineación de cada máquina por año 1 vez al año
Número total de alineaciones al año 39
Horas invertidas en el trabajo de alineación al año 39 horas
Coste promedio de la mano de obra 23 £ por hora
Técnicos necesarios por equipo de alineación 2
Coste por equipo 46 £ por hora
Coste total de mano de obra al año por trabajos de alineación 1794 £
Ahorro total al año 2691 £ - 1794 £ = 897 £  


Comparadores analógicos (DTI)

A primera vista, podría parecer que los DTI son una opción viable, ya que su precisión es mayor que la de una regla y su precio es inferior al de un sistema de alineación láser. Sin embargo, se tardarían 4 horas en alinear cada máquina, lo que supondría unos costes anuales de mano de obra de 7176 £. Además, no son tan precisos como los sistemas láser, por lo que no aportarían un ahorro tan importante en los gastos de reparación y electricidad.


 

Ahorro inicial: solo instalaciones secundarias

Mano de obra 897 £
Electricidad 3183,73 £
Reparación 2786 £
Nivel 6866,73 £ (9500 €)


Esto es lo mínimo que se ahorraría en las instalaciones secundarias. El ahorro de electricidad podría ser hasta 3 veces superior, ya que se demostró que se podría ahorrar hasta el 3,28 %, pero para estos cálculos se utilizó un valor del 1 %.

El ahorro obtenido en los costes de reparación sería de 13 650 £ (18 800 €) si el tiempo medio entre fallos aumentase a los 20 meses pronosticados en lugar de los 7 meses utilizados en estos cálculos. El sistema de alineación láser se utilizaría también en toda la fábrica, no solo en las instalaciones secundarias. Las instalaciones secundarias representan tan solo el 41 % del consumo de electricidad de toda la fábrica entre septiembre de 2000 y agosto de 2001. Si pudiera obtenerse un ahorro similar a nivel de fábrica, el ahorro de electricidad sería 2,5 veces superior al mencionado anteriormente. El ahorro de mano de obra y reparación también aumentaría en consecuencia.

Tampoco se incluye en estos cálculos el dinero que se ahorra con el aumento de la productividad, ya que disminuyen los períodos de inactividad. Igualmente deberían tenerse en cuenta las implicaciones medioambientales de la reducción del consumo energético en la fábrica, ya que cualquier contribución ayuda a la empresa a cumplir la tasa del cambio climático.



Se amortiza en un año

A la luz de toda esta información, se puede afirmar con seguridad que el coste de adquirir el equipo de alineación Easy-Laser® se amortizaría fácilmente en un año y que continuaría siendo mucho más rentable en los años próximos.

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