Español

Cuatro prácticas de medición obligatorias para el equipo de mantenimiento mecánico

¿Estaría mal decir que la mayoría de las veces los motores funcionan de manera óptima? Porque verdaderamente, como profesionales de mantenimiento, tenemos una buena noción del rendimiento esperado de nuestros sistemas mecánicos, los comprobamos de forma algo regular por una razón u otra, estamos más o menos conscientes de las cargas que manejan y ponemos atención a su ciclo de vida útil, ya sea por intuición o mediante un programa más formal de gestión de mantenimiento.

Entonces, si es tan fácil, ¿por qué seguimos trabajando? La mayoría de las veces, son los cambios en el sistema lo que debilita a los componentes más antiguos. Además, las cosas simplemente se rompen. Contrariamente al tono informal expresado aquí, varios de nosotros nos enorgullecemos de mantener las cosas listas y en funcionamiento; además, realmente no nos gustan las sorpresas, en especial del tipo que hacen que nuestros teléfonos suenen a altas horas de la noche.

Es ahí en donde entra la importancia de la medición. Si realizamos todo ese trabajo descrito anteriormente, de manera que tengamos un muy buen control intelectual en la salud de nuestro equipo mecánico, lo que queda posteriormente son los datos físicos que confirman lo que creemos que sabemos o que nos sorprenden con condiciones que no sabíamos que se estaban desarrollando.

"Puede ayudar a solucionar problemas de fondo de casi cualquier falla del motor"

Las mediciones termográficas, de vibraciones, de resistencia de aislamiento y eléctricas son todas bastante rápidas y fáciles de capturar con herramientas portátiles y brindan mucha información acerca del rendimiento del sistema. Lo que resulta particularmente interesante es que estas cuatro pruebas proporcionan información sobre los diferentes aspectos del sistema. Las mediciones se superponen y se relacionan de tal manera una con la otra que pueden ayudarle a solucionar los problemas de fondo de casi cualquier falla del motor.

Además, las mediciones se pueden guardar y almacenar centralmente para que todo el equipo tenga acceso, lo que propicia que varias personas (no solo usted) respondan a esa llamada a altas horas de la noche.

Nunca salga del hogar sin su teléfono

Uso de un sistema inalámbrico para realizar una medición eléctrica energizada trifásica que comunica la medición a través de la puerta cerrada del panel.

¿Sin pasar por alto qué? Su sentido común y el conocimiento de las medidas de seguridad eléctricas. En la medida de lo posible, apáguelo, bloquee y etiquete. Los medidores inalámbricos ahora permiten apagar el sistema, bloquear, conectar un medidor, cerrar la puerta del panel, encender e iniciar las mediciones de control. Aunque no todo puede apagarse.

Si se presenta una situación que requiera trabajar con corriente, asegúrese de seguir estos pasos esenciales de seguridad. Primero, identifique la categoría de arco eléctrico del entorno eléctrico. Segundo, asegúrese de usar equipo de protección personal (PPE) adecuadamente clasificado para dicho entorno. Tercero, use un instrumento de prueba que tenga categoría de seguridad para el entorno. Cuarto, utilice un medidor para verificar si hay corriente o no y, posteriormente, use el método de prueba de tres puntos para verificar que su medidor funciona de manera adecuada: pruebe un circuito con corriente que conozca, pruebe el circuito de destino y vuelva a probar el circuito con corriente.

1. Termografía

Inspección termográfica de los componentes eléctricos y mecánicos del motor con la cámara termográfica Fluke Ti125.

Al hablar de seguridad, cuando maneje un equipo en funcionamiento, comience con una inspección termográfica. Deberá usar el EPP referencia 70E como equipo específico requerido en inspecciones sin contacto, pero corre menos peligro si trabaja a varios metros de distancia y la visualización de la imagen termográfica le muestra a primera vista qué tipo de marca de calor emite el sistema. ¿Esto es normal? Compare con un sistema similar o con una imagen previa para realizar dicha determinación. Las diferencias en la temperatura le ayudarán a crear una lista rápida de lo que debe medir primero con sus demás herramientas de medición.

Las altas temperaturas en sí mismas no necesariamente tienen algún significado, pero un componente con temperatura superior a los componentes similares o un aumento en la temperatura podría tener algo mal. Por ejemplo, un acoplamiento que se calienta podría indicar una alineación incorrecta. La curva de calor de un motor le aportará mucha información sobre su calidad y estado. Si un motor se sobrecalienta, las bobinas se deterioran rápidamente. De hecho, cada incremento de 10 °C en los devanados de un motor por encima de su temperatura de trabajo nominal acorta la vida de su aislamiento en un 50 %, aunque el sobrecalentamiento sea solo temporal.

En la parte eléctrica, busque desequilibrios de fases, malas conexiones y temperaturas altas anormales en el suministro eléctrico. En la parte mecánica, el infrarrojo puede detectar a menudo problemas en los rodamientos: estos suelen calentarse durante varios días antes de fallar completamente. La temperatura de la carcasa del motor también puede ser un buen punto de medición. Sin embargo, para interpretarla correctamente, primero debe saber cuál es el estándar. Tenga el hábito de tomar mediciones de temperatura de sus motores cuando funcionan bien, para que le sirva de referencia para realizar la comparación.

Si bien la cámara infrarroja es óptima para el trabajo de inspección, puesto que proporciona una vista infrarroja de todo el sistema electromecánico, un termómetro por infrarrojos funciona perfectamente para realizar comparaciones de temperatura rápidas y de fácil detección. Además, es mucho más fácil de transportar. Simplemente, presione el disparador para realizar la primera medición, guárdela, vuelva a enfocar y realice una segunda medición, y después compare. Un termómetro visual IR proporciona una imagen digital con una superposición de imagen térmica para generar contexto, lo que le ayudará a buscar la ubicación exacta del exceso de calor.

2. Vibración

Análisis de vibraciones en el motor de un ventilador, con el comprobador de vibraciones manual Fluke 810.

El sentido común en el mundo del mantenimiento dictamina que la mayoría de las fallas mecánicas en máquinas rotativas provienen de defectos: desequilibrio, alineación incorrecta, problemas en los rodamientos de rodillo y holgura.

  • Los cojinetes de rodillos representan hasta el 60 por ciento de las fallas en las máquinas
  • El desequilibrio representa hasta el 50 por ciento de las fallas en las máquinas
  • La alineación incorrecta representa hasta el 45 por ciento de las fallas en las máquinas

¿Cómo pueden estos números constituir más del 100 por ciento? Porque el desequilibrio y la alineación incorrecta pueden llevar al desgaste de los cojinetes de rodillos y a fallas prematuras.

Lo que nadie sabe es que la vibración es uno de los indicadores tempranos del estado de la máquina. Sí, la termografía le mostrará el momento en que un problema es tan negativo que genera un sobrecalentamiento. La vibración, sin embargo, es aún más sensible y puede detectar un problema mucho antes que la inspección termográfica, mucho antes de que se dañen los componentes. En estos días, las personas también consideran la eficiencia de la máquina. Cuando la maquinaria está desalineada, se inicia la fricción para consumir no solo el soporte físico sino también el suministro eléctrico, lo que genera más de un motivo para tomar lecturas cada cierto tiempo.

Si se produce una falla, en vez de reemplazar los rodamientos, tome el tiempo necesario para determinar su origen. Una vez que la máquina se alinee apropiadamente y se equilibren los ejes, los rodamientos tendrán menos tensión en ellos y durarán muchos años.

Los medidores y comprobadores de vibraciones manuales facilitan y aceleran mucho más el proceso. Las herramientas manuales tienen una base de datos de lecturas buenas o malas, comparan de manera dinámica las señales de vibración e incluso ofrecen un diagnóstico en el momento, según la sofisticación de la herramienta. Estos solían ser el único mantenimiento y la confiabilidad predictiva en los que los especialistas realizaban el análisis de vibraciones. Ahora los técnicos pueden llevar un medidor de vibraciones al campo para comprobaciones puntuales buenas o malas y los técnicos superiores pueden instruir fácilmente sobre el uso de la versión de diagnóstico. Esto mejora de manera significativa la comprensión de un equipo de mantenimiento sobre la condición de toda la máquina y el estado del rodamiento y no olvide que los datos se pueden compartir y almacenar.

3. Aislamiento

Realización de pruebas en la resistencia de aislamiento.

Los problemas de aislamiento en motores y variadores se deben normalmente a las instalaciones realizadas de forma incorrecta, a la contaminación ambiental, al esfuerzo mecánico o a la antigüedad de las instalaciones. La comprobación de aislamiento se puede combinar fácilmente con el mantenimiento normal del motor (para así identificar la degradación antes de que se produzca una falla) y con los procedimientos de instalación (para comprobar la seguridad y el rendimiento del sistema). Cuando se trata de localizar averías, la comprobación de resistencia de aislamiento puede ser el enlace final que permite volver a poner en funcionamiento el motor de forma sencilla, con la simple operación de cambiar un cable.

Un multímetro de aislamiento como el Fluke 1587 combina la función de comprobación de resistencia de aislamiento con todas las funciones más comunes de un multímetro digital. Para un técnico con varios motores en su área asignada, esto lo convierte en una herramienta fundamental para realizar la mayoría de las pruebas necesarias con el fin de solucionar problemas y efectuar el mantenimiento de los motores. Si un motor presenta problemas, compruebe la tensión de alimentación y después utilice la función de ohmios para medir la resistencia del devanado del motor de fase a fase. A continuación, utilice la función de resistencia del aislamiento del medidor para medir los conductores de línea y carga a tierra y los devanados del motor a tierra.

Mediante la medición de la resistencia del aislamiento de los devanados del motor, se puede detectar el deterioro causado por el calor, el tiempo, la corrosión, la suciedad, la humedad y la vibración excesiva antes de la falla del motor. Dado que la resistencia del aislamiento varía con la temperatura y la humedad, puede que deba realizar varias mediciones de resistencia durante un período de tiempo para obtener un resultado preciso. Las mediciones periódicas de la resistencia del aislamiento le indicarán el estado de sus motores y cuándo es necesario sustituirlos o rebobinarlos.

4. Eléctrica

El desequilibrio de corriente eléctrica es una causa fundamental de sobrecalentamiento del motor. La causa del desequilibrio de corriente puede tener varios factores, incluidos los problemas de suministro de energía, baja tensión en un extremo o falla de la resistencia de aislamiento dentro de los devanados del motor. En el peor de los escenarios del desequilibrio de corriente en monofásico, se pierde una fase entera y el fusible se funde.

Para probar si existe un desequilibrio de corriente, utilice una pinza amperimétrica de corriente de CA para verificar el consumo de corriente en cada una de las tres fases. Para determinar la corriente promedio, sume la corriente de las tres fases y divida en tres. Posteriormente, reste la corriente promedio de la medición más grande para encontrar la desviación de corriente. Utilice la fórmula siguiente para determinar el desequilibrio de corriente. El desequilibrio de corriente no debe ser mayor al 10 por ciento.

( Iu = desequilibrio de corriente en %; Id = desviación de corriente en amperios; Ia = corriente promedio en amperios)

lu = (Id/la)*100

La mejor herramienta de medición para detectar un funcionamiento monofásico es la pinza amperimétrica: una medición de corriente igual a cero en una fase es un indicio evidente de pérdida de energía. Sin embargo, una medición de tensión en la misma fase puede ser engañosa, debido a la corriente inducida de las otras dos fases de tensión. Una lectura de "tensión fantasma" en torno a dos circuitos activos no es algo raro.

Para verificar si un fusible está fundido, extraiga el fusible del circuito y utilice la función de resistencia de un multímetro digital (DMM) o una pinza amperimétrica para verificarlo. Una vez que el fusible se ha extraído del circuito, coloque el multímetro o la pinza amperimétrica en la función de ohmios (Ω). Coloque las sondas de prueba en cada extremo del fusible. Un buen fusible se medirá con una resistencia muy baja (inferior a 10 ohmios). Un fusible abierto mostrará "OL" en la pantalla del medidor. Compruebe y vuelva a verificar sus mediciones: muchos responsables de solución de problemas estaban convencidos de saber la causa real. No llegue a una conclusión antes de probar todos los elementos del circuito.

Por qué la medición es como un elefante

La combinación de la comprobación termográfica, la de vibraciones, la de aislamiento y la eléctrica es algo parecido a la alegoría sobre el hombre ciego y el elefante. (Dependiendo de qué parte del elefante tocaron los hombres ciegos, pensaron que el mismo elefante era otro objeto). Necesita obtener el panorama completo de funcionamiento. Con cuatro tipos de comprobación, usadas en conjunto, probablemente no solo tiene todo lo que necesita justo ahora, sino también usted, su equipo técnico y su equipo de maquinaria cuentan con los datos proactivos para funcionar de manera mucho más eficiente en los meses que vienen. Mantenga almacenadas y accesibles dichas mediciones eléctricas, imágenes termográficas, lecturas de resistencia del aislamiento y pruebas de vibraciones, como una referencia para mantenimiento o solución de problemas a futuro, tener un lugar en dónde empezar reduce el tiempo que se pasa en el trabajo, de manera significativa.

Muchos factores se toman en cuenta para la decisión de si reparar o reemplazar un motor: costo de la reparación, costo del nuevo motor, vida útil esperada, disponibilidad de un nuevo motor y eficiencia del motor existente. Si el costo de la reparación de un motor excede el 50 por ciento de su costo de reemplazo, se compraría un nuevo motor. Con sus datos de medición, ahora cuenta con las partes de la ecuación en eficiencia y ciclo de vida.

Cuatro prácticas de medición obligatorias para el equipo de mantenimiento mecánico (.pdf)