Instrumentos resistentes para entornos adversos

06-27-2013 | Seguridad
Greg Burdick prueba el interruptor de velocidad de una cinta transportadora.

En el lugar de trabajo, los operarios de cemento están listos para dar forma al hormigón premezclado a fin de asfaltar un nuevo tramo de carretera. Las hormigoneras están alineadas junto a la planta de mezcla de hormigón a la espera de recibir la carga. De repente, se produce un imprevisto; un problema eléctrico ha cerrado la planta. Ha llegado el momento de llamar a Keithly Electric.

Con docenas de operarios, mano de obra, conductores y funcionarios oficiales de la autopista, todos esperando que la salga la mezcla, la presión para hacer que el producto se mueva otra vez es intensa. Todos se están preguntando cuánto tiempo llevará arreglar esto.

"Literalmente te hacen esta pregunta en cuanto sales de tu camioneta", dice Greg Burdick, electricista y programador de Keithly. Cuando la presión es intensa y el tiempo es dinero, Keithly sabe que contar con gente experimentada dentro de un amplio rango de habilidades y que puedan hacer que una planta funcione de nuevo en poco tiempo, es la clave para el éxito.

Desde que su fundador Bob Keithly empezó su negocio en 1967, Keithly Electric se ha centrado en crear relaciones sólidas tanto con los clientes como con los empleados. Hoy, los treinta y cinco empleados de la empresa trabajan en la mayor parte del área de Seattle (en naves, grúas y barcas, en edificios y en hogares, en plantas de procesamiento de alimentos y en plantas aeroespaciales), construyendo y dando mantenimiento a todo, desde trabajos en conductos y cables hasta complejos sistemas de control lógico programable (PLC). Como lo ha hecho desde el principio, la empresa trabaja en el mantenimiento de muchas operaciones locales de construcción, asfalto y concreto en general.

Verdadera arenilla

Las plantas de materiales se ven inundadas por las clases de riesgos que pueden ocasionar que un equipo se paralice: el polvo y la arenilla recubren todo y el agua usada para limpiar la grava salpica las estructuras y el suelo. Estas plantas funcionan con rapidez y austeridad (no hay una "segunda línea" que encender cuando los problemas eléctricos detienen el proceso), por lo que Burdick llega al trabajo sabiendo que para los operadores de la planta es crucial que sus operaciones se restablezcan. Es un lugar difícil para trabajar, pero Greg Burdick es un tipo bastante duro.

Se ha enfrentado a desafíos incluso mucho más serios que este entorno de trabajo difícil, y los ha superado. Hace varios años, una infección debida a una bacteria carnívora (fascitis necrotizante) casi le produce la muerte. Perdió su pierna izquierda desde la rodilla hacia abajo y parte de su pie derecho. Pero mantuvo su sentido del humor.

"Ese es un rasgo de la personalidad que realmente no forma parte de este trabajo", dice riéndose. Cuando volvió al trabajo después de que una evaluación determinó que podría realizar "cualquier cosa horrible que cualquier electricista tuviera que hacer".

El trabajo de Burdick va más allá que solo arreglar lo que está roto. Burdick y el equipo de Keithly también trabajan codo a codo con los operadores de la planta para rediseñar y automatizar sistemas de la planta a fin de mejorar la eficacia y la fiabilidad. Los sistemas de PLC que Keithly diseña y construye conectan y controlan variadores de velocidad (VFD), sensores, alarmas y otros elementos. Usando los paneles de control de una pantalla táctil, un solo operador puede manejar una planta completa.

Uno de estos clientes es una extensa instalación cercana de 200 hectáreas (500 acres), un proveedor regional de conglomerados lavados y pulverizados y asfalto.

Más allá de la planta de lotes de asfalto de la instalación, pasada la oficina principal y las escalas, se erige la planta de materiales, un complejo de trituradoras, cintas transportadoras de interbloqueo, pantallas clasificadoras y lavadoras que se parecen a una excéntrica montaña rusa.

En la distancia se ven montañas de rocas, escolleras y los pozos en donde arena, grava y piedra arrastradas aquí por los glaciares de la Edad de Hielo, se cargan en camiones de remolque de 100 toneladas. Esos camiones, después, transportan sus cargas a las cribas de malla, donde una serie de barras paralelas separa las rocas grandes y otros escombros del material de menor tamaño. La arena, la grava y las rocas pequeñas caen a una cinta transportadora para comenzar su viaje a través de trituradoras cónicas, más cintas, mallas distribuidoras y lavadoras. Las cosas grandes (rocas de más de un metro de largo) caen en un pozo para esperar su viaje a la trituradora de mandíbula.

Una visita a la planta muestra que hay algo más que fuerza bruta involucrada a la hora de partir rocas. Por ejemplo, para impedir que las rocas se amontonen y obstruyan las cribas, estas deben vaciarse después de cierta cantidad de cargas de los camiones. En el pasado, esto significaba que los conductores de los camiones de remolque tenían que presionar un botón para registrar cada carga.

Keithly dio con una idea mejor. Burdick montó bucles en los rieles de la criba para sentir cuándo llegaban y se iban los camiones de remolque. Los bucles se diseñaron originalmente para colocarse bajo el pavimento o detectar carros que esperaban el cambio del semáforo. Las señales de bucle ahora le dicen al sistema de control cuántas cargas ha recibido cada criba, confirman que los camiones de remolque se han ido y que las cribas pueden vaciarse. Un panel de control PLC montado cerca de las cribas supervisa el proceso.

Dar con una manera mejor

El sensor de la criba es ahora parte de un sistema de control rediseñado que Keithly completó recientemente para la planta. Una pantalla táctil ahora le proporciona al operador un diseño gráfico de la planta completa, con sus múltiples tolvas, cintas transportadoras y trituradoras. Las lecturas muestran el estado de cada motor, la clasificadora y la bomba, y el nivel de carga en todos los silos de materiales. El resultado: el sistema automatizado detecta problemas tales como el exceso de materiales y deja que el operador lo sepa antes de que se produzcan problemas reales. La producción sube y los costes de operación bajan.

Cuando recibe llamadas para arreglar problemas y la presión se acumula, Burdick mantiene su enfoque en el proceso. "Realmente es solo cuestión de ser tan concienzudo y metódico como puedas: se trata solo de solucionar problemas", dice. "No tienes que entender el sistema, pero tienes que saber lo suficiente sobre los componentes para hallar el punto de partida. Muchas veces, tienes que atar los cabos a medida que avanzas".

El proceso puede incluir casi cualquier prueba eléctrica existente, desde revisiones sencillas de tensión, corriente y puesta a tierra hasta la solución de problemas en los cada vez más habituales VFD. "Hago muchas pruebas en variadores y probar el extremo frontal y el extremo trasero de los variadores (la unidad de energía) se hace principalmente con una revisión de diodos", dijo Burdick. "La revisión de diodos es una función en el multímetro: mide la tensión que se necesita para que un diodo se incendie".

Burdick también revisa la frecuencia sintética de los VFD, usando la función que se encuentra en algunos multímetros digitales de Fluke. "El nuevo medidor que tengo, el Fluke 28 II, tiene un filtro de paso bajo para revisar los variadores de velocidad. Lo he usado para comprobar que la lectura en el variador es correcta", dice Burdick.

De hecho, el multímetro Fluke 28 II, con su clasificación IP67 de protección contra el agua y contra el polvo y con su clasificación para una caída de hasta tres metros, se diseñó exactamente para las condiciones arduas en las que Burdick trabaja.

"El problema de lo que se cae usualmente viene con las escaleras", dijo Burdick riéndose. "Siempre que trabajas con algo alto, corres el riesgo de sacudir la escalera o de hacer algo para tirarlo. Probablemente lo mejor que uso con mis medidores es este juego magnético (kit de accesorios ToolPak para colgar el multímetro de Fluke)".

Luego está el agua.

El problema con la humedad

"Una vez casi me cargué mi otro medidor bueno", dijo Burdick. "Caminaba desde un panel de control hasta una caseta de control bajo la lluvia. Para cuando llegué a la caseta de control a revisar el otro extremo del circuito, había llenado el selector de agua porque estaba sosteniendo el medidor hacia arriba".

¿Y con el Fluke 28 II? "Ya ni siquiera pienso en ello", sigue diciendo. "Vi el 28 II en la Feria de Automatización de Rockwell en 2009, en California, en medio de un depósito de agua. Y me dije, «esto es para mí»".

Para trabajar con paneles de control, Burdick usa tanto su Fluke 28 II como multímetros Fluke 189. "Para cuestiones relacionadas con baja tensión, generalmente señales de CC, y si estoy tomando medidas de corriente, confío más en el 189", dice. "Uso bastante la pinza amperimétrica Fluke 771 para medir miliamperios cuando estoy tomando señales analógicas. No hace falta irrumpir en el circuito para tomar una lectura. No he encontrado ninguna diferencia significativa entre eso y las medidas cuando sí te introduces en el circuito y lo haces pasar por el medidor".

Cuando prueba los paneles del centro del control del motor, Burdick confía en un medidor de resistencia de aislamiento más antiguo, el Fluke 1520. "La mayoría de las cargas de nuestros clientes son cargas del motor", dice. "Uso esto todo el tiempo para comprobar si un motor ha explotado o un cable ha hecho cortocircuito".

La puesta a tierra del equipo es otra consideración clave. Las plantas de materiales siguen las reglas de la Administración de la Seguridad y Sanidad de la Mina (MSHA) de EE. UU., que incluyen requisitos rigurosos para la puesta a tierra. "Existe un programa de garantía para la puesta a tierra", dice Burdick. "Todas las plantas tienen que probarse cada año: cada motor tiene que probarse para comprobar la continuidad de tierra. Si acabo haciendo uno de esos trabajos, uso ese Fluke 1520 en la lectura de ohmios bajos.

"Si el motor hace cortocircuito o el cableado acaba deshecho en la caja de conexiones, debe haber una ruta de baja resistencia a tierra para disparar el disyuntor. Lo he visto antes, donde la tierra no es continua y no hay una ruta eficaz de vuelta a las varillas de tierra del sistema. En un estado de fallo, realmente energizará la estructura. Con motores de 480 voltios, cuando agarras la barandilla y estás parado en un charco de agua, eso puede ser muy incómodo".

Recorrer toda la distancia

Algunas veces el servicio de asistencia al cliente, literalmente, requiere recorrer toda la distancia. Un día, una planta de lotes de concreto informó que su gran mezcladora de tambor, una unidad que se inclina para llenar los camiones mezcladores, se no funcionaba bien. El mecanismo de inclinación, que normalmente funcionaba a una velocidad variable para amortiguar el impacto conforme se movía el pesado tanque, solo funcionaba a una única velocidad. La planta no podía detenerse, por lo que las pruebas tenían que hacerse con el sistema en funcionamiento.

Usando su multímetro Fluke 189, Burdick redujo su atención al tablero de control.

"El tablero de control ya no enviaba ninguna señal de CC. Y la única forma en que nos dimos cuenta de eso fue que, cuando conectabas el multímetro a la terminal de salida, el gráfico de la barra analógica en la parte inferior del medidor bailaba", dice.

"Una señal de CC, eso es algo de peso. Algo no funcionaba a juzgar por la forma en que el tablero de control estaba enviando la señal de CC. Saltaba por todas partes, entre dos y ocho voltios. La válvula terminó promediando la señal. En resumen, el tablero estaba roto".

Fue necesario realizar una conexión especial para poder cambiar el tablero de control con fallos sin cerrar la planta durante días. Dan Keithly sabía de otra planta mezcladora, que no estaba en servicio, equipada con los mismos controles. Se puso en contacto con el propietario y consiguió prestado el tablero. Fueron dos horas y media de carretera para recoger el tablero de control sustituto.

Pero fue un tiempo bien invertido. El cliente siguió trabajando. Y para Keithly Electric, eso es lo que más importa.