Vibrometro Analitico E.L.M. 20-1

Plan de mantenimiento predictivo

      La mayoría de medidores de vibración existentes en el mercado disponen de una pantalla con dígitos, donde la medida consiste en una cifra numérica que muestra información básica de forma puntual. El vibrometro analítico E.L.M. 20-1 es un equipo muy versatil desarrollado y fabricado por Montajes Alhama S.L.U., que agrupa tres tecnologías para conseguir lo que los demás fabricantes no aportan, como precisión y potencia de uso en un solo equipo robusto para trabajo en campo o en la oficina, empleando la más alta tecnología existente. La información se presenta en forma de grafico analítico y numerico al mismo tiempo en una amplia pantalla táctil de 12" con grado de protección IP67. En su memoria se guardan los registros de los análisis, donde posteriormente podemos extraer toda clase de datos estadísticos acumulados en las campañas de revisiones. El origen del vibrometro analítico E.L.M. 20-1 nace de la experiencia acumulada durante 45 años trabajando en el campo de la electromecánica, en la investigación electrotécnica, y en el desarrollo de software en varias disciplinas, unificando las tres tecnologías en un magnifico equipo con extraordinarias posibilidades.

 

 

      La vibración es el fenómeno físico que mayor información transporta, igualmente anticipa con la mayor antelación de tiempo pequeños cambios en las condiciones de funcionamiento de las máquinas, bombas, y motores, que no son visibles para otros tipos de medidas hasta que el deterioro es mayor. Como podemos ver en el grafico siguiente, se muestra la curva de respuesta temporal de la evolución de una maquina o motor, respecto al deterioro y las anomalías que se producen hasta que causan falla. La degradación de máquinas, bombas, y motores como vemos en el siguiente gráfico comienza en el punto "P" donde ocurren pequeños cambios en la vibración que pueden ser detectados mediante acelerómetros de alta sensibilidad, y finalizan en el tiempo causando la falla definitiva en el punto "F". Los demás métodos de medida para realizar trabajos de mantenimiento preventivo se muestran "ciegos" y “sordos” frente a cambios muy pequeños en las condiciones de funcionamiento. Es a partir de un determinado umbral de deterioro cuando los otros tipos de medidas comienzan a apreciar cambios pequeños que antes no mostraban, pero entonces el deterioro ya es mayor. Como ejemplo tenemos la escasez de grasa en un rodamiento. Aunque los rodamientos pueden durar muchos años, la escasez de lubricante en el interior de los mismos induce el envejecimiento prematuro de éstos en muy poco tiempo, por el contrario, el exceso de grasa provoca calentamiento excesivo que aumenta el desgaste del rodamiento. Este tipo de dificultades pueden ser detectadas por el analizador E.L.M. 20-1 hasta con nueve meses de antelación, antes de que ocurra la falla definitiva del rodamiento, si conocemos el síntoma a tiempo podemos tomer medidas y engrasarlo, sustituirlo, programar una nueva revisión, o dejarlo funcionando hasta más tarde. Hay que recordar que una rotura de rodamientos en un motor puede acarrear una avería en el devanado eléctrico de éste, en el eje, o en ambos al mismo a la vez, además del tiempo de parada y la pérdida de producción que acarrea.

 

 

SENSIBILIDAD DEL ANALIZADOR DE VIBRACIÓN E.L.M. 20-1 COMPARADA CON OTROS SISTEMAS DE MEDIDA PARA MANTENIMIENTO PREDICTIVO

      El principal factor que limita la sensibilidad de un sistema de medida para mantenimiento predictivo es el "ruido térmico" o ruido Gaussiano, que producen los electrones al circular por los componentes electrónicos de los amplificadores de medida al paso de la corriente, aunque dicha corriente sea ínfima. De acuerdo con las especificaciones de sensibilidad del amplificador del analizador, éstas giran en torno a las especificaciones de ruido. Las especificaciones principales del amplificador son la relación señal-ruido (SNR), la figura de ruido (NF), y el ancho de banda (BW). Cada una observa el rendimiento y la sensibilidad del amplificador con respecto al ruido electrónico de fondo (piso de ruido). Una señal débil que se encuentre por debajo del umbral del ruido mínimo del amplificador de cualquier analizador o de cualquier otro instrumento de medida, no podrá ser amplificada o detectada, ya que los circuitos amplificadores, amplificarían solo el ruido de fondo, quedando oculta la señal. Sin embargo, si el piso de ruido o umbral mínimo del amplificador se encuentra por debajo del nivel de la señal, el amplificador podrá amplificar la señal, y el ruido. 

      Para muchas otras aplicaciones, se utiliza la densidad espectral de potencia de ruido (PSD). Esta es una medida de la potencia de ruido dentro de un cierto ancho de banda. La densidad de la potencia de ruido tiene la dimensión de “potencia/frecuencia”. Normalmente la sensibilidad y prestaciones de cualquier sistema de medída electronico se especifican en “dBm” y dentro de un ancho de banda de 1Hz, es decir “dBm/Hz”.

      Es importante conocer que el ruido térmico de cualquier sistema electrónico de medida con entrada de 50 Ω a temperatura ambiente es de -174 dBm/Hz, utilizando componentes de la máxima calidad. Es entonces fácil de relacionar esto con otros anchos de banda diferentes a 1 Hz, como podemos ver en la siguiente tabla comparativa. 

 

      Por ejemplo, una señal de vibración que tenga una potencia de -144 dBm, no puede ser amplificada por un sistema de medida que disponga de una sensibilidad de -143 dBm, porque solo amplificaría el ruido de fondo, quedando la señal oculta por debajo del ruido. Sin embargo la misma señal, si que podra ser amplificada por un instrumento que disponga de una sensibilidad de -145 dBm, pues el piso de ruido del amplificador de dicho instrumento se encuentra por debajo del nivel de la señal.

      El nivel de ruido térmico mínimo en un sistema de medida de altas prestaciones se logra con la selección de los componentes electrónicos adecuados, que dispongan de una figura de ruido lo más baja posible en consonancia con el sistema de medida que queremos diseñar, estos componente son resistencias de pelicula plana de carbón no inductivas, condensadores ceramicos de baja inductancia, transistores con un NF muy bajo, etc. Las prestaciones de los CI (circuitos integrados) se agrupan por "familias lógicas" a la hora de establecer su figura de ruido mínimo, cuanto más bajo sea el ruido, su ancho de banda será mayor. Los CI  de mayores prestaciones tienen un precio elevado, siendo la familia fabricada con "GaAs" (Arseniuro de Galio), la de mejores especificaciones, con tiempos típicos de subida de la señal, de 40 ps (pico segundos), También son los componentes electrónicos que menor cifra de ruido ofrecen al paso de las señales para ser amplificadas. Ver cuadro de abajo con los anchos de banda de las diferentes familias de CI.

     

      Cuando se trata de medir señales de pequeña magnitud, el "piso de ruido" del conjunto que compone toda la cadena del sistema de medida ha de ser lo mas bajo posible, empleando técnicas específicas para reducir el ruido de fondo y suprimir las interferencias mediante apantallamiento. Un error común que se comete frecuentemente en los sistemas de adquisición y medida de señales de pequeña magnitud, cosiste en emplear las pantallas que conectan los cables de los sensores, para conducir la corriente de la propia señal. En efecto, si se emplea la pantalla del cable para conducir la corriente de la propia señal que estamos midiendo, la pantalla no realizara la función de apantallamiento, porque induce ruido externo de los campos electromagnéticos EMI (Interferencia Electro Magnéticas) radiadas y conducidas, más el ruido eléctrico conducido por las masas de toda la instalación. Para solventar este inconveniente los cables especialmente diseñados para las medidas deben tener dobles pantallas separadas ambas mediante un aislante eléctrico.

      Gracias a la elevada sensibilidad de -165 dBm/Hz que disponen los amplificadores de medida del analizador E.L.M.20-1, se obtiene la mejor relación S/N (señal/ruido), y la mayor exactitud posible en las medidas. Con esto se logra la fiabilidad de que los datos adquiridos son de calidad, para poder realizar comparativas futuras con las mediciones que se realizan en las mismas máquinas, bombas, o motores. 

      La sensibilidad de otros tipos de medidas para realizar mantenimientos predictivos en máquina, motores, o bombas, como la termografía, las medidas de potencia, las mediciones de ruido, temperatura, etc., nunca podrán alcanzar la misma sensibilidad que el análisis de vibración, debido a la naturaleza física de dichas medidas. Por ejemplo, la medida de temperatura realizada con un termómetro electrónico o con una cámara termográfica nunca podrá alcanzar una sensibilidad de -165 dBm, porque ello representaría poder medir una diferencia de temperatura de 5.6e-9 ºC, es decir, 0,56 trillonésimas de grado centígrado, lo cual no tiene sentido medir, aparte de que tampoco existe tal aparato para medir temperatura. Otro ejemplo es el análisis de partículas en suspensión en el aceite de una caja reductora de una máquina, si realizamos un diagnóstico del aceite, la duración del análisis toma un tiempo para obtener un resultado, pero dicho análisis no se puede realizar a razón de 200.000 veces por segundo. Por su parte el análisis de vibración se realiza a 200 KHz, esto representa cientos de miles de lecturas por segundo. En un rodamiento en movimiento no se puede realizar ningún tipo de análisis de la grasa de éste para conocer su estado, sin parar la maquina o motor, o sin desmontar el rodamiento. Por el contrario, el análisis de vibración de un rodamiento se realiza con el rodamiento en movimiento montado en la máquina o motor.   

 

DESCRIPCIÓN DEL EQUIPO Y MODO DE FUNCIONAMIENTO

      El desarrollo tecnológico se encuentra en continua evolución, Los instrumentos actuales más avanzados para realizar medidas quedaran obsoletos en poco tiempo, superados por aparatos nuevos que dispondran de mayores prestaciones. Bajo esta filosofía Montajes Alhama S.L.U. evoluciona constantemente sus equipos de medida para que dispongan del conjunto de técnicas más actual en los campos de firmware, software, electrónica, y comunicaciones, con ello conseguimos que los equipos adquiridos se conviertan en una inversión segura a largo plazo porque utilizan siempre la técnica existente de mayores prestaciones, pudiendo actualizar en cualquier momento el firmware y software del instrumento.

      El vibrometro analitico E.L.M. 20-1 es un potente equipo multifunción de gama alta que alberga en un solo instrumento de medición y análisis todo lo necesario para el diagnóstico preciso de máquinas y motores de toda clase y tamaño, convirtiéndolo en un valioso medio para realizar mantenimiento predictivo eficaz o para el diagnóstico y análisis de máquinas complejas, bombas, motores, cajas reductoras, etc. Dispone de un hardware multi-canal, analizador digital FFT de alta velocidad en tiempo real, capacidad de almacenamiento y tratamiento en software para PC. Es capaz de medir, procesar, mostrar y almacenar una amplia variedad de funciones de análisis. Puede funcionar como un instrumento independiente o descargar sus mediciones para transferir los datos a cualquier otro dispositivo, vía internet, impresora, fichero, para tratamiento posterior. Dispone de capacidades para crear canales de medida configurables por el usuario para medida de toda clase de parámetros basados en cualquier tipo de sondas y sensores, escalando sus magnitudes para presentarlas en pantalla en forma de gráficos y números. El equipo de análisis de vibración E.L.M. 20-1 ha sido concebido para campo o laboratorio, es un aparato muy robusto, preciso y versátil, mediante el cual el profesional traduce el lenguaje electro-mecánico de las máquinas, es el vínculo perfecto de dialogo entre el hombre y la máquina, facilitando su comunicación, permite mediante la toma de datos interpretar y analizar el estado actual de la máquina o sistema. Es de fácil manejo con una presentación de datos claros y concluyentes que no precisan ser interpretados por un experto.

      Medida, o análisis de vibración. La diferencia entre la medida de vibración y un análisis de vibración, es que la medida solo muestra uno o algunos puntos numéricos en un amplio espectro de frecuencias, esto es lo que hacen la amplia mayoría de aparatos existentes en el mercado para medir vibración. Por ejemplo, en una máquina inyectora que es accionada mediante una bomba hidráulica, ésta mueve un cilindro hidráulico que inyecta plástico fundido en un molde, así, la velocidad del motor que mueve la bomba hidráulica es variable durante todo el tiempo de funcionamiento de la máquina, entonces, en estos casos un Vibrometro que no sea analítico dirá poco o nada de la vibración del motor, pues la cadencia de rpm varía durante todo el tiempo. Por su parte el análisis de vibración muestra una trazada constituida por miles o decenas de miles de medidas realizadas pos cada segundo, que pueden abarcar todo el espectro de vibración, y esto es independiente de la velocidad de rotación del motor. La trazada adquirida en un análisis de vibración transporta un sinfín de información adicional en las bandas laterales de los armónicos y subarmónicos, cosa que no sucede en la medida de vibración porque se trata de un solo punto de medida. En comparación con los medidores, los analizadores de vibración son minoría, y si hablamos del ancho de banda que cubren los analizadores, y de su precisión, el número de éstos es todavía menor, pero si hablamos de analizar la vibración compleja de un motor o de una máquina con una cadencia de velocidad variable, entonces las cosas se ponen muy difíciles. El equipo E.L.M. 20-1 puede realizar las dos cosas a la misma vez "medida y análisis" de amplio espectro durante un registro, y posteriormente en la oficina extraer toda la información adicional que se precise, y mucho más. Con un ancho de banda de 20 MHz este instrumento va más allá del espectro de vibración mecánica (200 KHz), de la vibración ultrasónica (600 KHz), y de la vibración acústica (4 MHz). Es por ello que el ancho de banda de un instrumento de medida debe exceder el del dispositivo que se mide por un factor mínimo de cinco para mantener los errores de amplitud sistemáticos por debajo de la mitad de un dB (decibelio), en este equipo todo se realiza con una fidelidad sobresaliente en las medidas. En el Vibrometro E.L.M.20-1 toda la cadena de medida compuesta por los sensores acelerómetros, amplificadores de instrumentación, convertidores analógicos a digital, digitalizadores, y software, realizan su función con una precisión mejor al 1%, alcanzando de este modo las mayores prestaciones.

 

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

* Hasta 32 días de medición y registro de forma continua.

* Canales de entradas: 6.

* Sensores  AC / DC.

* Sensores Acelerómetros 0,2 a 1000 mV.

* Sensores velocímetros.

* Entrada de tacómetro universal óptico.

* Entrada de tacómetro magnético.

* TTL/análogo programable hasta ± 25V.

* RPM rango 1…99.999.

* Protección contra sobretensiones de entradas.   

* Individuales en todos los canales. 

* Precisión de medición: 1%.

* Rango dinámico: 95 db.

* Sensibilidad: -165 dBm/Hz

* Ancho de banda 20 MHz

* Resolución Programable: 25, 50, 100, 200, 400, 800, 1600, 3200,  6400, 12800 y 25600 líneas.

* Ventana de medición: Hanning, Flat top, Rectangular.

* Pre-procesamiento: gSE y ESP (spike energy®).

* Envolvente (demodulador) con cuatro filtros programables simultaneamente LPF, HPF, BPF, SPF.

* Integración digital: Velocidad y Desplazamientos, con filtros pasa altos programables 1%,5% y 10% de Fmax 

* Filtros: 1.25.... 2.5 KHz; 2.5.... 5  KHz; 5…. 10 KHz

* Respuesta en frecuencia: 0,2 a 200 Khz.

* Corte de bajas frecuencias: 0.18…100 Hz.

* Promedios programable desde 1 a 4096.

* Peak Hold y Continuo.

* Cursor fijo y de barrido, armónicos automática.

* Modos de Trigger: Externo, óptico o Laser. 

* Trigger Level: Fijo, automático, y manual.

* Configuración de amplitud y pendiente.

* Datos de medición en el Display Espectro de multicanales.

* Valor de fase, órbita, proceso, trend, espectro. 

* 2 sensores tri-axiales, simultáneos.

* Las alarmas pueden mostrarse u ocultarse por el usuario.

* Herramientas de análisis Alta y Baja frecuencia.

* Valores RMS, 0-Pico, Pico-Pico y Factor de cresta.

* Comunicación USB, WiFi. Ethernet

* Memoria Interna 128MB.

* Memoria adicional Micro SD 250 GB.

* Peso 7,56 Kgramos.

* Grado de protección IP65, fundición de aluminio.

* Display LCD, backlit color: VGA (640 x 480); 12 pulgadas.

* Área visible: 250 x 200 mm.

* Baterías: Recargable de iones de litio.

 

FUNCIONES

   Este equipo puede obtener cualquier parámetro de una máquina, como aceleración, desplazamiento, velocidad, temperatura, presión, tensiónes, intensidades, y mucho más. La información que proporciona en el análisis de vibraciones es muy amplia, utilizando para ello números, parámetros y gráficos.

* Dentro de los parámetros podemos destacar:

- Medida de vibración global o total en banda ancha.

- Medida de vibración en banda estrecha de frecuencia.

- Medida de parámetros vibratorios específicos para detección de fallos en rodamientos y engranajes (de modulación, envolvente, Spike Energy, PeakVue,...).

- Parámetros de la Forma de Onda: Simetría (Kurtosis) y Cresta (Skewness).

- Fase vibratoria en armónicos: 1x, 2x, 3x, ... RPM.

- Medida de vibración síncrona en picos: 1x, 2x, 3x, ... RPM.

- Medida de vibración sub-síncrona.

- Medida de vibración no-síncrona.

* Dentro de los gráficos podemos destacar:

- Forma de Onda.

- Espectro de Frecuencia.

- Diagramas Pico-Fase: Bode, Nyquist, Polar,...

- Órbitas X-Y de canales cruzados a 90º.

 

APLICACIONES PRINCIPALES

* Medidor de vibraciones:

- Medición del rodamiento: Estado rodamiento, Estado lubricación, Picos máximos, Trend.

- Spike Energy: Estado spike energy, Amplitud por frecuencias de falla, Trend.

- Medición ISO 10816: Estado ISO 10816, Estado balanceo, Estado alineación, Estado holgura rotativa, Trend.

- Dual channel: Estado rodamiento, Estado ISO y mecánico, Función grabación de dual cannel.

* Analizador de vibraciones:

- Mediciones espectrales preconfiguradas: Velocidad, Desplazamiento, Aceleración, Envolvente.

- Mediciones espectrales configurables: Con sensores acelerómetros, Con proximiters, Con velocímetros, AC.

- Mediciones espectrales triaxiales.

- Mediciones escalares dual channel.

- Mediciones escalares multivariables.

- Medición de RPM por tacómetro.

- Herramientas de estados mecánicos: Estado ISO 10816, Estado balanceo, Estado alineación, Estado holgura rotativa.

- Demodulación de bandas laterales de alta frecuencia

* Colector de datos:

- Consulta multiplantas.

- Rutas-equipo-punto-mediciones.

- Configuración de visualización de ruta.

- Regeneración de ruta a estado no medido.

- Historial por ruta, con 5 estados anteriores.

- Herramientas de estados mecánicos.

- Esquema de equipos.

- Fotos de equipos.

- Función medición automática, rápida o detallada.

- Sistema de alarmas en espectros y escalares.

- Sistema manual de status de medición.

* Balanceo de máquinas:

- Balanceo en un plano: Gráfico polar con indicador de correcciones, Espectro inicial y final, Secuenciado en pasos, Corrección total de pesos.

- Balanceo en dos planos: Gráfico polar con indicador de correcciones, Espectro inicial y final, Secuenciado en pasos, Corrección total de pesos.

- Valores sugeridos según las RPM.

- Balanceo según norma ISO 1940.

- Balanceos con variable velocidad.

- Balanceos con variable aceleración.

- Balanceos con variable desplazamiento..

- Entrada de sensores de proximidad.

- Selector de ganancia del conversor AD.

- Balanceo medición sin fase.

- Espectros ambos canales.

- Cálculos de adicionar y quitar peso.

- Cálculo cambio de radio.

- Cálculo de peso de prueba.

* Analizador de fase de vibraciones:

- Medición de fase relativa.

- Medición de fase absoluta.

- Gráficos polares.

- Gráficos de Trend.

- Gráfico de Bode.

- Forma de onda ambos canales.

- Gráfico orbital de las señales.

- Detección de RPM.

- Lectura de RPM con tigger.

- Autodiagnósticos.

- Analizador de señales de turbinas (compatible con equipos BN).

- Mediciones temporales de arranques y paradas de máquinas.

- Mediciones desde sensores de proximidad.

- Mediciones espectrales multicanales.

- Analizador de rotores eléctricos.

- Bump test.

- Función orbital, con y sin filtrar.

- Cascada de espectros configurable.

- Espectro cruzado.

- Función monitor de condición programable.

 

PATRONES

 

Tabla ISO 2372-1974 para interpretación general de la Vibración en maquinas que trabajan entre 600 y 12.000 RPM

 

Explicación de la tabla ISO 2372-1974

Zona de color Verde:   La máquina, motor, o bomba, ha sido puesta en marcha recientemente con la condición de nueva, no existen desgastes, y opera en las mejores condiciones posibles.

Zona de color Amarilla:   La máquina, motor, o bomba, no es nueva, el desgaste es propio de una condición de funcionamiento normal en el tiempo y puede operar indefinidamente. 

Zona de color Marrón:   La máquina, motor, o bomba, ha funcionado durante mucho tiempo, o tiene algún problema que hace necesaria su revisión a corto plazo, pudiendo funcionar si fuese necesario de forma intermitente, pero no indefinida. Existe un problema de falta de equilibrio que causa una vibración excesiva.   

Zona de color Rojo:   La máquina, motor, o bomba, tiene un problema severo de vibración, y se aconseja ponerla fuera de servicio lo antes posible para que no se produzcan mayores desperfectos debido a la vibración. Se debe realizar una inspección para corregir la vibración, o sustituir los componentes desgastados que generan dicha vibración.

 

Tabla ISO 10816-III-1998 para interpretación de la Vibración en máquinas y motores eléctricos montados en bombas

 

Explicación de la tabla ISO 10816.III

Las zonas de colores pueden ser evaluadas del mismo modo que la tabla ISO 2372 anteriormente explicada, con la salvedad de aplicar en esta última tabla a cada grupo el tipo de bancada donde se encuentra montado el conjunto que genera vibración, de la siguiente forma:

Bancada rigida:   Montado sobre una bancada rígida, o sin aislamientos elásticos, para absorber las vibraciones del conjunto.

Bancada flexible: Montado sobre una bancada que dispone de aislamiento elástico que absorbe o aísla, parte de las vibraciones del conjunto.

 

¿QUE HACE ESTE EQUIPO?

      El Vibrómetro E.L.M. 20-1:

* Mide: Vibraciones (aceleración, velocidad, desplazamiento y envolvente), espectros y formas de onda en ruta y fuera de ruta, trabaja con lámparas estroboscópicas para analizar fase, frecuencias naturales y balanceo, analiza arranques y paradas de máquinas, balancea en uno y dos planos.

* Detecta: Fallas en rodamientos, malas condiciones en la lubricación, cavitación, desbalanceos, desalineaciones, solturas mecánicas, problemas estructurales.

* Evalúa el estado de rodamientos a partir de las RPM, diámetro del eje y del nivel de aceleración envolvente medido. En pocos segundos, indica si un rodamiento está funcionando bien, regular o mal.

* Evalúa el nivel de vibraciones medido e indica el estado resultante de acuerdo a las recomendaciones de la norma ISO 10816.

* Permite equilibrar rotores en sitio con las siguientes características: Balancea en uno y dos planos en sitio o en balanceadora, Opera desde 150 hasta 20000 RPM, Indica las RPM, Mide la amplitud y la fase de la vibración, Indica el porcentaje de la vibración total causada por el desbalanceo, Mide la fase de la vibración con respecto a una posición fija del eje, Obtiene la referencia de la posición angular, Indica la magnitud y la posición de los contrapesos.

* Analiza corriente eléctrica para detectar problemas en motores eléctricos.

* Analiza arranques y paradas de máquinas grabando las señales durante minutos, u horas y mostrando diagrama de Bode, diagrama Polar y gráficos de tendencias. Estas mediciones pueden ser descargadas para elaborar e imprimir informes.

* Permite realizar mediciones y tendencias en tiempo real, grabaciones de vibraciones durante horas o días, análisis espectrales de hasta 102000 líneas, medición desde todo tipo de sensores dinámicos, Cepstrum, arranques y paradas de máquinas, diagrama de Bode y diagrama Polar, cascada de Espectros vs RPM.

* Puede trabajar con los siguientes sensores: Acelerómetros de 100 mV/g o 500 mV/g, Sensores de proximidad de no contacto normalmente empleados en sistemas de monitoreo continuo, Pinzas amperimétricas para análisis de corriente, y amplificadores diferenciales de tensión, Sensores de presión, sonido, torque y mucho más.

* Puede medir la velocidad de rotación del eje de un motor electrico con una precisión mejor que 0,1 %, sin ningún contacto fisico con el motor, mediante sensores adecuados para medida de corriente en AF, por ejemplo, la medida de RPM en una electrobomba instalada en un pozo. Con este dato podemos calcular con mucha precisión el rendimiento eléctrico del motor y de la parte hidraulica. 

* Puede detectar y medir la erosión en los rodamientos de los motores eléctricos, causada por paso de corriente de AF (alta frecuencia) a traves de los rodamientos (ISO 5.4.2), y (ISO 5.4.3).

 

* El vibrometro analítico E.L.M. 20-1 puede detectar y medir la severidad de barras rotas en la jaula del rotor de un motor eléctrico. Los motores eléctricos de inducción se comportan como un transformador con un devanado primario que es el alimentado por la tensión eléctrica, generalmente es el estator, y un devanado secundario que típicamente es el rotor de éste, El rotor de un motor contiene barras conectadas en cortocircuito en ambos extremos del paquete de chapas magneticas del eje, éstas barras constituyen el devanado secundario del motor, por el cual circula una intensidad de corriente proporcional al flujo de corriente presente en el devanado primario. Los arranques frecuentes de alto par con tiempos de duración elevados provocan calentamientos excesivos en las barras del rotor, que pueden llegar a fundir parte de las barras de la jaula. Del mismo modo, los arranques efectuados con arrancadores ralentizados denominados "suaves" o progresivos, en realidad provocan sobre corrientes no lineales de elevada magnitud que pueden calentar y fundir parte de las barras del rotor. Las barras partidas en el rotor de los motores generan vibraciones por desequilibrios magnéticos del devanado eléctrico primario, y del devanado secundario que es el "rotor". Esta anomalía modifica el espectro de corriente de las ondas de intensidad en el rango de armónicos superiores de la frecuencia de red, una magnitud de dB (decibelios) elevada en el análisis del espectro de vibración es sinónimo de un defecto de barras partidas o fundidas en el rotor.

 

 

En los motores eléctricos de cierta potencia, especialmente de 22 KW en adelante, que tienen ejes con una proporción diámetro (D) y longitud (L), mayor que L > 5D, las barras del rotor tienden a calentarse en exceso cuando se utilizan arrancadores progresivos, sus efectos son acumulativos. En electrobombas sumergibles para agua limpia en pozos y para aguas residuales, el eje del motor eléctrico está diseñado con una proporción de su longitud mucho mayor que su diámetro, esto se realiza para obtener ejecuciones de fabricación con un diámetro total del motor lo más ajustadas posible. Es en éste tipo de motores donde se producen frecuentemente el mayor número de problemas de barras del rotor cortadas, debido a la longitud de las barras por la relación que existe entre el diámetro y su longitud, donde la longitud es mucho mayor que el diámetro, en los cuales las barras del rotor tienden a calentarse mucho más que en los motores normales con relaciones diametro longitud del eje menores. En los casos de arranque de los motores sumergibles realizados con arrancadores progresivos, la corriente de arranque no lineal proporcionada por el arrancador en la fase de aceleración o desaceleración del motor, sobrecalientan las barras de la jaula del rotor, pudiendo producir la fusión de las mismas por la sobre corriente de conexión que se produce a la frecuencia de la red. Frecuentemente la corriente ajustada en un arrancador progresivo para poder acelerar o desacelerar un motor sumergibles, se encuentra ajustada alrededor de 5 X In (cinco veces la corriente nominal), con objeto de proporcionar el par necesario para que el eje del motor despegue y comience a girar. En estas condiciones todas las barras que forman la jaula del eje del motor reciben 100 impulsos de corriente no lineal por segundo con una sobre corriente inducida de 5 X In proporcionados por el arrancador. A la frecuencia de la red de 50 Hz, esto equivale a dos impulsos por cada ciclo o periodo eléctrico de la red, ello genera gran cantidad e calor en las barras del rotor que son barridas por el campo magnetico giratorio a razon de 50 veces por segundo.  

Los motores con barras partidas en el rotor arrancan mal, o no arrancan en determinadas condiciones límite, por falta de par, como por ejemplo, en electrobombas sumergibles instaladas en pozos a gran profundidad. Puede darse el caso "inverso" de que un motor con barras de la jaula del rotor partidas logra arrancar, en estos casos es muy dificil percatarse del problema, ya que en apariencia el motor no presenta anomalía, por lo cual no se examina. En estas circunstancias el consumo de energía eléctrica del motor siempre sera superior, generando mayor temperatura en el devanado y por consiguiente menor duración del aislamiento de los devanados del motor. Un consumo de corriente más elevado que el máximo nominal de un motor, en ocasiones suele ser mal interpretado y confundirse con anomalías de la red eléctrica, cuando lo lógico sería realizar un análisis de la red eléctrica para averiguar el origen del consumo extra de corriente en el motor. En la mayor parte de estos casos predominan los precios cada vez más ajustados para realizar los mantenimientos mínimos de rutina, y por falta tiempo y de medios adecuados, se condena al motor a una muerte segura (quemado) en poco tiempo. En ocasiones se rebobina el devanado del motor después del quemado, para comprobar posteriormente que el consumo de corriente del motor es mayor que el nominal, sin encontrar ninguna explicación coerente, dando por hecho que es normal, cuando no lo es.

Ejemplo de caso real: Imagen del análisis de espectro de señales de vibración producidas por desequilibrio magnético en un motor eléctrico de 400 KW el cual dispone de un arrancador progresivo para su accionamiento, que contenía una o más barras del rotor partidas. En el análisis realizado podemos apreciar que el valor del armónico fundamental de la velocidad angular de rotación a 48,28 Hz correspondiente a una velocidad de rotación de 2.897 RPM en el motor, donde el nivel medido es de -10,716 dBm, cuando lo normal es que dicho nivel no supere los -50 dBm en condiciones nominales de funcionamiento, lo cual significa una magnitud elevada para este armónico, que equivale a una o más barras del rotor cortadas. El segundo armónico de la velocidad de giro del rotor del motor a 96 Hz muestra igualmente una magnitud de -48,757 dBm, lo normal para el segundo armónico de la velocidad fundamental es una magnitud inferior a -60 dBm, lo cual refuerza el diagnostico de barras cortadas en el rotor del motor. En un motor que tiene el inducido (eje) en buenas condiciones en el análisis de espectro de velocidad no suele aparece el tercer armónico de la velocidad fundamental por su baja magnitud, sin embargo en este análisis el tercer armónico de 144 Hz si que aparece. Qedando manifestado el defecto de barras cortadas en el rotor del motor. Por otra parte, el consumo de corriente con el motor funcionando en condiciones nominales es de 598,6 A, cuando en su placa de caracteristica aparece una intensidad de corriente de 560 A, siendo el consumo del motor en este caso mayor que el máximo nominal, posiblemente debido a una o más barras cortadas en el rotor. 

 

Imagenes del equipo de análisis de vibración E.L.M.20-1

 

PROGRAMACION DE PLANES DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO DE BOMBAS, MOTORES, Y MAQUINAS, BASADOS EN LA MEDIDA Y ANALISIS DE VIBRACIONES

      El movimiento oscilante causado por las máquinas, motores, o ejes, transporta gran cantidad de información en un ancho de banda de amplio espectro de frecuencias que abarcan desde 0,01 Hz hasta decenas de MHz, esto convierte a la vibración en el fenómeno físico que mayor información produce. Las ondas de naturaleza oscilante generadas por la vibración contienen a su vez otros tipos de información adicional, producida por la modulación de las ondas de vibración principal, por sus armónicos, interarmónicos, sub armónicos, y por las bandas laterales superior e inferior de todos ellos, de donde podemos extraer multitud de información. 

      En los planes de mantenimiento predictivo de bombas sumergibles, residuales, hidráulicas, soplantes, etc., el analizador de vibración E.L.M.20-1 se convierte en la herramienta mas poderosa que podemos emplear. Dispone de capacidades como medir torceduras de los ejes, desbalance, desequilibrio de rotor, desgaste de los rodamientos en las pistas internas o externas, así como analisis de picado de las bolas o rodillos de los rodamientos, se puede mostrar si el desgaste es normal, leve, severo, o peligroso. En la parte eléctrica del los motores de las bombas podemos detectar desequilibrios magnéticos en los devanados eléctricos causados por perdidas de aislamiento entre espiras de las bobinas que pueden llegar a producir el quemado del devanado e inutilizar el motor, midiendo este tipo de anomalías podemos anticiparnos para realizar correcciones como limpieza de la contaminación entre los hilos de las bobinas, o curado VPI, antes de que un simple defecto se convierta en un problema catastrófico de coste económico desproporcionado, mayor que el coste de la restitución, o de la reparación. Otras características útiles consisten en verificar la curva de caudal de trabajo en una bomba, medir el grado de vibración que produce la apertura o el cierre de las válvulas de retención, o la energía que producen los golpes de ariete al cierre o apertura de las válvulas de retención. En efecto, el desconocimiento de la energía liberada en los golpes de ariete bruscos puede causar roturas en las tuberías, si la energía del golpe no esta debidamente amortiguada.

CALIBRACION DEL VIBROMETRO E.L.M.20-1

      Antes de iniciar un análisis de vibración en una máquina o motor importante para un determinado proceso esencial, conviene garantizar que las medidas obtenidas obedecen a un patrón de calibración de calidad, verificando y contrastando la exactitud del equipo de vibración y de los sensores, por comparación con dicho patrón de calibración, esto debe realizarse previamente para garantizar que se no condena el funcionamiento de una máquina o motor por causa de un defecto o desviación en la medida de un sensor que nos devuelve una magnitud adquirida de vibración, inusualmente elevada. Para obtener la máxima precisión en los análisis de vibraciones, Montajes Alhama S.L.U. dispone de un calibrador de alta precisión para calibración y referencia de las medidas realizadas con el vibrometro E.L.M.20-1, y de los sensores empleados, éste equipo es el calibrador de vibración modelo E.L.M.20-2. Estos dos equipos, vibrometro más calibrador, forman un conjunto esencial cuando se trata de garantizar los resultados de las mediciones en máquinas y equipos críticos de los cuales no podemos prescindir de su servicio.   

 

BREVE DESCRIPCION DE LA TECNICA DE ANALISIS DE VIBRACION EN RODAMIENTOS

      Para detectar que tipo de fallo existe en un rodamiento se ha de obtener la frecuencia a la que su amplitud es mayor y comparar con las calculadas según las fórmulas dadas a continuación en el siguiente dibujo, con ello podemos averiguar el origen del defecto, si es que existe, o si se trata de falta o de sobra de grasa.

 

          Principales característica fisicas de los rodamientos que intervienen en un análisis de vibración en motores

          Las amplitudes de las frecuencias de vibración de mayor magnitud y sus armónicos contenidas en el espectro de vibración causadas por los rodamientos en movimiento identifican el origen de cada falla, Estas frecuencias son propias de cada rodamiento y pueden ser calculadas a través de las fórmulas anteriores.

               A continuación se muestran las variables de los cálculos, los parametros básicos de los rodamientos, la descripción de cada uno, y las formulas de cálculo de los mismos.                  

                    PD diametros = (Do + Di) / 2, NB = Numero de bolas, ẞ = Angulo de contacto de la bola

               BPFO: Frecuencia de paso de bola por la pista externa. 

                    Se corresponde físicamente con el número de bolas o rodillos que pasan por un punto de la pista exterior cada vez que el eje realiza un giro completo.

                    Formula de cálculo          

                   

               BPFI: Frecuencia de paso de bola por la pista interna.

                    Se corresponde físicamente con el número de bolas o rodillos que pasan por un punto de la pista interior cada vez que el eje realiza un giro completo.

                    Formula de cálculo          

                   

               BSF: Frecuencia de paso de bola.

                    Se corresponde físicamente con el número de giros que realiza una bola o rodillo del rodamiento cada vez que el eje realiza un giro completo.

                    Formula de cálculo          

                   

               FTF: Frecuencia de defecto de la jaula.

                    Se corresponde físicamente con el número de giros que realiza la jaula del rodamiento cada vez que el eje realiza un giro completo.

                    Formula de cálculo          

 

Información contenida por la modulación de las frecuencias de vibración de alta frecuencia.

      Como hemos dicho anteriormente, la vibración puede transportar multitud de información. Las señales de vibración pueden contener información esencial sobre los rodamientos en otro campo de frecuencias que es transportada por la frecuencia portadora principal de AF (alta frecuencia), Inicialmente un análisis de espectro puede ofrecer una vista preliminar de lo que sucede en un rodamiento. En el gráfico siguiente podemos ver las señales correspondientes a un defecto en la pista exterior de un rodamiento, que amplifica la magnitud del espectro de vibración relacionado con las señales de las frecuencias BPFO de los armónicos 1xBPFO, 2xBPFO, y 3xBPFO.

 

      Una vista en el campo frecuencial nos mostrara inicialmente las ondas compuestas por la frecuencia portadora "modulada" por las frecuencias secundarias de BF (Baja Frecuencia), que son el resultado del timbre de otras frecuencias (BPFO) relacionada con un deterioro del rodamiento.

      

      Después de "desmodular" la frecuencia portadora de AF (Alta Frecuencia), para extraer la información contenida, queda la onda de baja frecuencia, la cual contiene la información esencial del defecto del rodamiento, que podemos analizar facilmente comparando su frecuencia con la velocidad de rotación del rodamiento.

          

Ejemplo Nº 1 de análisis de vibración en el rodamiento de un motor: La medida de temperatura con la cámara termográfica en un rodamiento de un motor que no se revisa con asiduidad advierte de una elevación de 15 ºC por encima de la temperatura habitual, igualmente se observa un sonido algo mayor que el habitual. En el espectro de frecuencia y amplitud de baja frecuencia desde el armónico F1 al armónico F10 se observa en el análisis de vibración la aparición de un pico con magnitud elevada a 9.833,6 CPM de 4,2 dB, el cual es asociado a las características de BPFO intrínsecas del rodamiento del lado acople del motor eléctrico a la bomba que éste acciona. También se observa el incremento de magnitud en múltiples frecuencias armónicas de BPFO, o sea, en el 2º armónico (2 X BPFO = 19.667,2 Hz), y en el 3º armónico (3 X BPFO = 29.500,8 Hz).

          Diagnóstico: El sonido mayor que el habitual, asociado al incremento de 15 ºC en la temperatura actual, y el incremento de dB (deciBelios) de la frecuencia BPFO y de la magnitud de sus correspondientes armónicos, son indicativos de que el rodamiento en el lado del acople al motor eléctrico muestra un defecto en su pista externa. En la escala para determinar el nivel de severidad del defecto (leve, grave, o muy grave), este defecto es considerado como grave. 

 

Ejemplo Nº 2 de caso real, de análisis de vibración en una electrobomba sumergible de un pozo: En un pozo donde se encuentra instalado un grupo hidráulico constituido por una electrobomba sumergida bajo el agua para elevación de la misma, se pretende averiguar si la parte mecánica de la bomba o la parte eléctrica del motor de dicho grupo presentan anomalías o desgastes inusuales que evidencien la necesidad de realizar un mantenimiento correctivo, analizando las bandas laterales del espectro de vibración de alta frecuencia, pues este grupo hidráulico no es nuevo y lleva instalado cierto tiempo. Debido a la importancia que tiene esta instalación hidráulica, pues abastece de regadío a cerca de doscientas hectáreas, en ésta se realizan operaciones de mantenimiento predictivo de forma anual. 

      Para realizar este trabajo se dispone de un vibrometro analizador, con capacidad suficiente de análisis y sensibilidad para extraer la información que transportan las ondas principales de aceleración generadas por la velocidad de rotación del grupo electrobomba durante su funcionamiento. Esta información es similar a la que transporta una onda portadora de radiofrecuencia de una emisora de radio, de la cual se extrae por desmodulación de amplitud, o por desmodulación de frecuencia, la información transportada como el sonio o la música. El proceso para desmodular la vibración es el mismo que utilizan los receptores de radio, excepto que la información de la vibración se extrae en este caso desmodulando las bandas laterales de alta frecuencia.

      La señal de aceleración de las bandas laterales de una onda portadora de vibración dispone de una magnitud extremadamente pequeña, la cual transporta la información del "timbre" de fricción de los ejes de las bombas sumergibles o de los rodamientos compuestos que soportan el eje del motor eléctrico, las electrobombas sumergibles no contienen rodamientos de bolas ni de rodillos, éstos son rodamientos de fricción. La magnitud de la información útil de alta frecuencia se encuentra en las bandas laterales con rangos comprendidos entre -90 y -160 dB, localizadas en el espectro de frecuencias de AE, lo cual requiere sensores sensibles para este espectro de frecuencias.

      Las tuberías de los motores sumergibles vibran con una frecuencia de timbre igual al de la frecuencia de rotación del motor eléctrico que acciona el eje de la bomba, ésta frecuencia o timbre es la onda portadora que transporta la información que necesitamos extraer. A la misma vez, la frecuencia de resonancia que se produce en la tubería debido a su longitud, es múltiplo resonante de la frecuencia de rotación del motor, por lo tanto, dicha frecuencia debe ser eliminada mediante filtros de paso de banda con una pendiente de atenuación mínima de 42 dB/octava, con lo cual, solo nos quedara la onda de frecuencia portadora de baja frecuencia y la vibración de alta frecuencia generada por el desgaste de la bomba o del motor eléctrico, transportada por el onda portadora, de este modo solo nos queda desmodular dicha información.

      La magnitud de aceleración que produce el desgaste de los ejes de una electrobomba sumergida es muy baja, del orden de -90 a -120 dB, una elevación de esta magnitud durante el funcionamiento de la electrobomba significa que conviene realizar un seguimiento mayor, o con un intervalo de tiempo entre revisiones menor.

Diagnóstico: La información de aceleración en las bandas laterales de alta frecuencia del equipo hidraulico evaluado muestra un espectro de vibración comprendido entre -115 y -130 dB en los armónicos de la frecuencia angular de rotación del motor, es decir, el grupo hidráulico (electrobomba) se encuentra en condiciones normales, considerando las horas de funcionamiento de la electrobomba, no es necesaria ninguna acción o corrección, aunque el periodo de verificación para la magnitud alcanzada hasta ahora aconseja acortar los intervalos de mantenimiento a la mitad. 

 

MEDIDAS Y ALMACENAMIENTO DE LA INFORMACIÓN

      Todas las medidas y análisis que realiza el equipo E.L.M.20-1 pueden ser transferidas directamente desde el sitio donde se realizan éstas hasta la oficina vía internet donde el técnico puede confeccionar informes e interpretar la información de mayor interés, aumentando con ello la velocidad para procesar la información más importante procedente de campañas de medidas con un elevado número de instalaciones. Los datos pueden ser copiados en un pendrive, leídos por un teléfono móvil, o leídos posteriormente desde el equipo. Todos los datos pueden ser guardados en el equipo para procesarlos posteriormente. Las ventajas principales de este equipo son la sencillez de manejo y su robustez, se trata de un instrumento liviano de peso con un grado de IP que lo hace sumergible, construido en una maleta casi indestructible por la cual puede pasar un automóvil por encima sin causar desperfectos, el equipo ha sido desarrollado para trabajo duro en campo.

      Cuando se trata de conocer el estado general de una bomba la cual no es accesible fácilmente o no se ve como sucede con las bombas sumergibles instaladas en pozos, o las bombas para aguas residuales que se encuentran a menor profundidad que las bombas sumergibles, pero éstas están inmersas dentro de aguas turbias que no pueden ser observadas, para averiguar su estado necesitaremos sacar la bomba del pozo o lugar donde se encuentre instalada y desmontar la parte hidráulica más la parte motor y su eje para observar todos sus componentes. Incluso así, no podremos garantizar en ningún caso información alguna que ofrezcamos respecto del estado de desgaste de los rodamientos, de la salud del devanado eléctrico del motor, ni del estado de equilibrio del eje motor o bomba, pues para conocer dichos datos sucede que el motor montado con la bomba se debería encontrar funcionando instalado en su lugar de ubicación para medir el grado de vibración o desequilibrio como sucede cuando se equilibran neumáticos de automóviles, o ejes en equilibradoras. El equipo de análisis de vibración E.L.M. 20-1 puede realizar todas las medidas y análisis para conocer estos datos y muchos más, sin necesidad de realizar gastos o paradas inútiles, desmontando y montando las bombas, pues con ello solo conseguimos ver la bomba, pero no podremos averiguar nada de ésta, o de su funcionamiento, ninguna información del motor en movimiento, ni del aislamiento general del cable eléctrico de alimentación cuando es alimentado, o si el devanado eléctrico produce desequilibrios magnéticos por tener parte de las espiras de una bobina en cortocircuito.

      Desde el punto de vista técnico, la vibración es el fenómeno físico que mayor cantidad de información puede transportar de una máquina, bomba, motor, o cualquier otro tipo de aparato que produzca movimiento durante su funcionamiento, incluido la vibración que producen  los transformadores eléctricos de potencia instalados en los centros de transformación, de los cuales podemos medir incluso DP (Descargas Parciales) a través de la vibración que generan las ondas de presión acústica producidas por los arcos voltaicos ocurridos dentro de la cuba de un transformador, esto se realiza con ayuda del Vibrometro E.L.M. 20-1 y sensores específicos de alta sensibilidad para medir el rango de frecuencias AE, generadas por las descargas parciales en el aceite de la cuba del transformador.

      Las grietas o defectos ocurridos en las carcasas de las bombas generan vibraciones de corta longitud de onda que pueden ser detectados con facilidad midiendo el espectro de aceleración de alta frecuencia en el rango de centenares de KHz con la ayuda de sensores adecuados para este rango, del mismo modo se puede medir el fin de la vida útil de una bomba sumergible de un pozo, analizando las bandas laterales que modulan las frecuencias de vibración principal en alta frecuencia, que transportan toda ésta información.

      La velocidad de rotación del eje de un motor eléctrico que acciona una bomba sumergible u otro tipo de bomba, generan un espectro de frecuencias con sus bandas laterales que puede ser analizado para calcular la velocidad de rotación del eje motor. De este modo podemos conocer la velocidad exacta de rotación del motor con una precisión de 0,02 %, con ello podemos averiguar el rendimiento eléctrico exacto del motor y de la bomba, y a través de las curvas de carga del fabricante sabremos si dicha bomba tiene un rendimiento bajo que puede ser mejorado, es correcto, o es el óptimo. Es el caso de bombas con bajo rendimiento las cuales se han instalado sin realizar cálculos hidráulicos, o cambiadas en caso de avería por otra bomba que poseíamos de repuesto sin conocer si su rendimiento es el adecuado para la aplicación. El conocimiento de este dato capacita a los responsables para tomar decisiones acertadas en cuanto al cambio o sustitución de las bombas, en beneficio de un mejor ratio en consumo de energía, que se traduce en un ahorro económico. 

      Las roturas en las tuberías de elevación de pozos de gran profundidad pueden causar desperfectos y perforaciones importantes en la camisa del sondeo, debido a la presión del agua que escapa de la tubería de elevación. Este tipo de avería puede inutilizar el pozo por derrumbe de las paredes que pierden la camisa o pared del entubado por la erosión que produce la presión del agua que sale de la tubería de elevación y choca contra la pared del entubado del sondeo. Las señales de vibración y aceleración generadas por estos fenómenos en las tuberías de elevación transportan a su vez ondas de presión acústica en el rango AE, esto es, el rango de frecuencias ultrasónicas que abarcan desde 20 KHz hasta 4000 KHz. El análisis de vibración en esta banda de frecuencias en las tuberías antiguas de pozos con gran profundidad es posible, pudiendo anticiparnos a un problema de dimensiones económicas imprevistas, por no decir catastróficas.

 

INFORMACIÓN QUE CONVIENE RECOPILAR EN UN BUEN PLAN DE MANTENIMIENTO PARA BOMBAS

      Las estaciones de bombeo y pozos son instalaciones hidráulicas que funcionan en la mayoría de casos sin la supervisión de personal, en otras ocasiones la supervisión se realiza de forma remota, pero ésta solo muestra el estado de disparo de las protecciones, niveles, y poco más en el mejor de los casos. La supervisión de todos los estados dinámicos y estáticos de una instalación hidráulica más la instalación eléctrica es posible, pero en la mayoría de ocasiones no es rentable, debido al elevado número de sensores y equipos  para medición que deben instalarse en cada estación, sin contar con la disponibilidad de personal con preparación técnica suficiente que puede verificar el funcionamiento correcto y la puesta a punto de todos esos aparatos, que posteriormente queda fuera de servicio si no se dispone de personal técnico cualificado para realizar éstas operaciones. Otro detalle a tener en cuenta es el coste de los equipos de calibración, verificación, y análisis necesarios para realizar las comprobaciones en instalaciones que no disponen de equipamiento fijo instalado, es frecuente que dichos equipos quedan obsoletos en poco tiempo, superados por instrumentos que realizan los análisis y medidas con mejores prestaciones, por lo que la rentabilidad de la inversión en instrumentación siempre es muy baja.      

      La evaluación del aislamiento y la integridad de los devanados en motores de gran potencia en determinadas circunstancias es difícil, o muy difícil de garantizar, especialmente cuando los motores son accionados mediante accionamientos no lineales como arrancadores suaves, variadores de frecuencia, servos, etc. Esto sucede porque la mayor parte de las veces los motores que disponen de estos accionamientos, "funcionan" pero lo hacen de forma anómala, sin conocer si el origen de la anomalía es de la alimentación de red, y por otra parte están el accionamiento, las protecciones, y el motor. Todas estas cuestiones representan siempre un reto incluso para profesionales cualificados, donde frecuentemente se producen los mayores retrasos, o errores en los diagnósticos. Para no extender esta información recomendamos que se visite en nuestra web el apartado; Mantenimiento eléctrico/ Fórmulas y cálculos/ Corriente máxima de arranque de un motor trifásico.     

      La lista completa de medidas y análisis necesarios para un correcto mantenimiento de bombas y sus accionamientos eléctricos es amplia, en dicha lista existe información que es prioritaria la cual corresponde al mantenimiento mínimo que debemos realizar, que es el siguiente:   

 

PARTE ELECTRICA

          A- Revisión y ensayo de funcionamiento y disparo de las protecciones eléctricas. De nada sirven las protecciones si desconocemos su funcionamiento o el estado de defecto, por ello las protecciones contra sobre corriente deberán ser probadas de forma periódica en los mantenimientos de rutina mediante inyección de corriente primaria con equipo calibrado. Las protecciones contra defectos de aislamiento eléctrico, su funcionamiento igualmente debe ser probado de forma periódica con un ensayador para protecciones diferenciales calibrado. Es especialmente importante que todos los instrumentos que se emplean para los ensayos se encuentren calibrados a fecha de las pruebas. Los interruptores magnetotémicos generales son los elementos de protección más importantes a los cuales se le presta la menor atención, pues para realizar una prueba de funcionamiento de éste se requiere parar la instalación, a ello se suma la escasez de equipamiento para realizar las pruebas, por estas causas los interruptores generales se dejan desatendidos durante muchos años hasta que se produce una avería catastrófica donde se averigua posteriormente que la protección general no funcionaba.

          Para probar la función de protección de un interruptor automático magneto térmico hay que realizar dos pruebas de inyección de corriente primaria, la primera consiste en inyectar por los polos de potencia del interruptor una corriente lo suficientemente elevada como para provocar el disparo de la protección de largo retardo contra sobrecargas (disparo térmico). Por ejemplo para un interruptor con intensidad nominal de 1.000 A, la corriente adecuada de largo retardo para producir el disparo de la protección será de 20 % superior a la corriente nominal de dicho interruptor, o sea, 1.200 A. La otra prueba consiste en probar la protección de corto retardo contra cortocircuitos (disparo magnético), normalmente para proteger motores o sus accionamientos las protecciones se ajustan entre valores comprendidos de 1,5 x In, hasta 7 x In. Por ejemplo para un interruptor de corriente nominal de 630 A al que se pretenda probar la protección de corto retardo para una corriente de disparo ajustada de In x 5, serían 630 x 5 =  3.150 A. Lógicamente el generador para inyectar dichas corrientes debe tener capacidad suficiente para generar estas intensidades y mantenerlas durante los tiempos suficiente para producir los disparos del interruptor. Actualmente Montajes Alhama S.L.U. fabrica y comercializa dos alcances de inyectores de corriente primaria, un inyector de corriente primaria con alcance de 0 a 1.500 A, y otro con alcance de 0 a 12.000 A, los cuales cubren todos los calibres de interruptores de protección magneto térmica, desde 0,001 A hasta 6.300 A.

          B- Revisión de los accionamientos eléctricos que alimentan los motores de las bombas. Los accionamientos eléctricos que alimentan los motores pueden ser instalados a base de contactores electromecánicos, contactores estaticos, arrancadores suaves, y variadores de frecuencia. Para el caso de los contactores, a los mismos se les debe medir la impedancia de los contactos de potencia y comparar el resultado con las hojas de características del fabricante para establecer su grado de desgaste y evitar que los motores trabajen en dos fases, o den sacudidas bruscas de forma intermitente por defectos de conexión, una desviación mayor del 50% significa que debemos sustituir el contactor o contactores en caso de arranque estrella/triangulo.

          Para comprobar de forma eficaz la calidad de la conexión de los polos en contactores electromecánicos se deben emplear micro óhmetros calibrados con alcance mínimo de 200 A con una precisión de 0,1 % o mejor, estos instrumentos deben ser portátiles ya que las medidas son realizadas en campo. Los accionamientos para los motores disponen frecuentemente de aparatos eléctricos complementarios como filtros e inductancias, debido a la naturaleza inductiva de éstos, la resistencia de paso y su calidad de conexión deben medirse con micro óhmetros portátiles específicos para cargas inductivas, . 

 

 

          En los contactores estaticos se debe medir la resistencia de aislamiento entre los terminales de salida y entrada, la resistencia mínima de aislamiento en frio debe ser mayor que 10 Mega Ohmios. Los contactores estaticos deben tener instalados además contactores electromecánicos aguas arriba de la instalación porque los contactores estaticos no producen por si solos un corte con aislamiento galvanico, es decir, el circuito al que alimenta un contactor estatico no se interrumpe fisicamente cuando el mismo corta la alimentación, (los semiconductores de potencia solo dejan de conducir intensidad, pero no aislan el circuito al interrumpir su conexión). Esto tambien es aplicable a los arrancadores suaves y a los variadores de frecuencia.

          En los arrancadores suaves se debe comprobar el estado de sus ajustes y protecciones, es esencial medir su aislamiento en los semiconductores de potencia para evitar que se supere la zona SOA (Área Segura de Operación) del semiconductor, una impedancia menor a 6,4 MΩ significa que debemos sustituir los dispositivos semiconductores del arrancador. Los arrancadores suaves deben disponer aguas abajo de filtros de bloqueo “adecuados” contra las corrientes no lineales que suceden durante la fase de aceleración y frenada del motor, sin filtros se “castiga” el aislamiento del devanado eléctrico del motor, y el contactor de aislamiento soportara repetidas sobre corrientes que merman la vida útil de sus contactos en muy poco tiempo, el interruptor automático de protección tambien “sufrirá” las mismas consecuencias que el contactor.

          Los variadores de frecuencia para el accionamiento de bombas generan grandes voltajes PWM que se acoplan de forma capacitiva al eje de los motores eléctricos y de la bomba, las corrientes inducidas en el eje del motor circulan a masa a través de los rodamientos, estas corrientes pueden ser suficientes para "derretir" los caminos de rodadura de los rodamientos en poco tiempo. Otro efecto negativo que causan los variadores de frecuencia son las sobretensiones de conmutación que pueden producir voltajes tan elevados como 2.200 V, esto reduce sustancialmente la vida del aislamiento de los devanados del motor en poco tiempo, sobre todo en motores con cierta edad de funcionamiento a los cuales se les instala posteriormente un variador de frecuencia. En el caso de variadores, se debe medir como mínimo la presencia o ausencia de sobretensiones de conmutación mayores que UX√²X2 en la salida del VF. Se debe medir igualmente la corriente de defecto de HF (alta frecuencia) en modo común para averiguar su magnitud en beneficio de no desajustar las protecciones diferenciales fuera del rango de protección en el cual ya no protejen al motor, y no protegen la instalación. Si una protección diferencial esta ajustada por encima de 1.000 mA para que no dispare, también es posible que no funciona en caso de defecto de aislamiento con lo cual no sirve a su proposito. La existencia de un VF para accionamiento de motores, debe contener obligatoriamente fusibles adecuados de protección de acción ultrarrápida como protección de los mismos, deben disponer igualmente de filtros contra las corrientes armónicas de baja frecuencia en el lado de red con una atenuación mínima de al menos 18dB/octava para evitar que las corrientes armónicas perjudiquen el consumo de energía eléctrica y el funcionamiento de los aparatos sensibles o tarjetas de PLCs, si dispone de filtro, la eficacia de éste se debe verificar mediante analizador de espectro y generador con barrido de frecuencia SFRA para averiguar su frecuencia de corte a la cual se produce una atenuación de -3dB.

          C- Medida del aislamiento mínimo que deben tener los devanados eléctricos de los motores. Este es un dato importante que conviene conocer en previsión, antes de que se produzca un fallo del aislamiento que deja toda o parte de la instalación de bombeo fuera de servicio. Según el R.E.B.T. (Reglamente Eléctrico para Baja Tensión) la rigidez dieléctrica mínima que debe presentar un aislamiento es de 1 KΩ por voltio de utilización, por ejemplo, para una instalación que funciona con tensiones de 400 V entre las fases, el aislamiento mínimo que deben tener los aislamientos de todos sus conductores y receptores eléctricos será igual o mayor que 400 KΩ, = 400.000 Ω, es decir, 0,4 MΩ que es lo mismo, este valor de resistencia mínima debe existir entre cualquiera de las fases y masa, o entre las distintas fases. Para que esto ocurra no es suficiente con que el valor registrado en una medida puntual sea igual o algo mayor que el indicado, sino que además se debe cumplir que, el valor obtenido durante la medida de aislamiento debe ser corregido para la temperatura máxima a la cual trabaja nominalmente el conductor, receptor eléctrico, o motor. Para el caso de bombas que se encuentran instaladas bajo agua, el tipo de aislamiento debe ser de clase H, equivalente a 180ºC teóricos, es decir, el cumulo de hilos que forman las bobinas de los devanados eléctricos de los motores pueden alcanzar dicha temperatura en el interior de las bobinas, cuando en el perímetro de las bobinas hay 130 ºC, y en el exterior del motor hay 90 ºC.

          La rigidez dieléctrica de un aislamiento reduce su valor a la mitad por cada diez grados de elevación en su temperatura, y dobla su valor por cada diez grados de disminución de su temperatura, el valor de referencia para una medida es 20 ºC. Con esto tenemos, que para un motor que trabaja con tensiones de 400 V, el valor mínimo de resistencia que debe tener su aislamiento será de 410 MΩ (Mega Ohmios), para que pueda funcionar de forma segura cuando éste trabaje a 130ºC, pues ésta es su temperatura máxima de diseño, a la cual puede trabajar el devanado. Para otras temperaturas de funcionamiento el valor de resistencia medida debe ser corregido para evaluarlo a la temperatura correcta y averiguar si cumple las condiciones mínimas de aislamiento que prescribe el REBT cuando trabaje a la máxima temperatura.

          Ver el cuadro siguiente donde se determina la resistencia adecuada que debemos obtener en una medida de aislamiento cuando el devanado de un motor sumergible en funcionamiento se encuentre a 130 ºC en su interior y 90 ºC en el exterior del motor. En este ejemplo, si a un motor que trabaja a una determinada temperatura se le mide la resistencia de aislamiento a su devanado cuando éste se encuentra a 20 ºC y se registra un valor de 410 MΩ, el valor equivalente de resistencia corregida para 90 ºC será de 3,2 MΩ, que es el resultado de dividir por dos el valor de resistencia cada diez grados de aumento de la temperatura, como ya hemos explicado. Como base de cálculo de la resistencia de aislamiento de un aparato eléctrico se debe tomar como referencia una medida corregida para 20 ºC para todos los cálculos, con objeto de poder realizar comparaciones futuras.

          

         

          Las medidas de aislamiento deben ser realizadas con analizadores que muestren de forma gráfica la curva de aislamiento, con el fin de advertir visualmente las variaciones de la resistencia durante la medida. En efecto, las medidas de aislamiento realizadas puntualmente con mega óhmetros convencionales sin análisis grafico no muestran ningún detalle de la medida, solo muestran el valor numérico final que sirve de poco, dándose casos en los cuales se han registrado de forma puntual (numérica) valores muy altos de resistencia en los devanados, y cuando se ha desmontado el motor, los devanados se encontraban "tostados", aun así el motor continuaba funcionando, pero sin ninguna garantía de cuánto tiempo podrá durar su funcionamiento. Los registros adquiridos se guardan en la memoria del analizador de aislamiento para posterior revisión y documentación.

 

          D- Termografía. Los estados de defecto que puedan presentar los aparatos eléctricos y los motores que son accionados por éstos, siempre conllevan una elevación de temperatura mayor que la habitual, En estos casos una revisión termografica advertirá de problemas que son difíciles o imposibles de identificar a simple vista, En circuitos electrónicos es fundamental contar con una resolución elevada de la cámara termografica a fin de no "fusionar" la temperatura de un pequeño defecto con las temperaturas generales de dichos circuitos, que es lo que sucede con las cámaras termograficas con resoluciones menores. 

 

         

 

          E- Análisis de red. En todas las rutinas de mantenimiento electromecánico no debe faltar un análisis de la red del suministro eléctrico, éste conviene realizarlo de forma ininterrumpida desde el comienzo de los trabajos aunque éstos sean breves para registrar los cambios con la instalación sin carga y con carga, con objeto de detectar las posibles anomalías que pudiesen existir en la instalación o en la red. Por ejemplo, una caída de tensión anormal cuando se aceleran los motores de mayor potencia existentes en una instalación, es sinónimo de una sección de acometida inadecuada, de un defecto de conexión de un elemento eléctrico de la instalación que presenta alta resistencia, o un desgaste excesivo de los contactos de alguno de los aparatos eléctricos instalados que intervienen en el arranque. La magnitud de los armónicos de tensión (THD) cuando la instalación se encuentra funcionando a su carga nominal, no debe sobrepasar cierto umbral considerado por las normas como admisible, dicho umbral es el 2,5 % de la tensión nominal, un porcentaje mayor deberá se corregido para evitar averías en las baterías de condensadores y en los motores, a la vez que provocan mayor consumo de energía activa, y reducen la vida de los aislamientos eléctricos. El coseno de la instalación trabajando a su carga normal o a máxima carga, debe ser igual a 0,95 o mayor, para evitar posibles recargos por consumos de energía reactiva, un coseno inferior a 0,95 significa un problema o avería en la batería de condensadores para la compensación de la energía reactiva, el ajuste de un coseno superior a 0,99 inductivo, o de coseno capacitivo, puede producir amplificación de los armónicos existentes y distorsión de la forma de onda de la red. 

         Los problemas eléctricos intermitentes, y las avería fugitivas, son recurrentes y pueden estar causados por contactos deficientes en aparatos eléctricos de mando muy desgastados "bajo la carga" de arranque o durante el funcionamiento normal. Para localizar la causa o causas que provocan estas anomalías intermitentes no es suficiente un análisis de corto tiempo como el que se realiza durante un mantenimiento eléctrico, lo adecuado si es el caso consiste en realizar un análisis de la calidad de suministro eléctrico de mayor duración, como mínimo de veinticuatro horas con la instalación trabajando de forma continua o nominal. Para no perder información es recomendable realizar este tipo de registro con analizadores de redes de gran ancho de banda, como mínimo de 10 MHz o mayor, los cuales pueden adquirir detalles significativos de los defectos relevantes que ocurren en tiempos muy breves, que con analizadores de redes convencionales no sería posible registrar. En efecto, un transitorio de sobretensión como los provocados por la conmutación de cargas de elevada potencia, las conmutaciones efectuadas por las plantas fotovoltaicas a la salida o a la puesta del sol , los transitorios de alta velocidad que generan los variadores de frecuencia, o provenientes de la red de suministro, etc., pueden alcanzar sobretensiones de hasta 8 KV en unos "µs" (micro segundos), estas sobretensiones son ocasionales pero potencialmente destructivas, con efectos acumulativos, y no son vistas por los analizadores de redes convencionales, que en el mejor de los casos disponen de un ancho de banda de 100 KHz. Por ejemplo, una sobretensión transitoria con una magnitud de 4.000 V que tenga una duración de solo 10 µs, será vista por un analizador de redes convencional con ancho de banda de 100 KHz, como si se tratase de solo 400 V, sin embargo con un analizador que disponga de un ancho de banda de 10 MHz será vista como 4.000 V. Este tipo de sobretensiones reduce el aislamiento de los conductores eléctricos y de los receptores en toda la instalación, y puede producir una perforación dieléctrica, aunque su tiempo de duración sea breve, en el caso de no producir la perforación en el tiempo que dura el evento, sus efectos seran acumulados, es decir, la repetición de estos sucesos acabaran causando la falla de los aislamientos de los receptores de la instalación. Esto sucede con mayor frecuencia de la esperada. En todo caso, para comenzar un buen plan de mantenimiento de bombas conviene realizar un análisis de red inicial para conocer el estado de toda la instalación y la calidad de la alimentación eléctrica del suministro, efectuado con un analizador que disponga de gran ancho de banda, posteriormente de forma periódica, se puede realizar dicho análisis con analizadores de redes convencionales de menor ancho de banda.

          La severidad del daño que puede causar un transitorio eléctrico a los receptores de una instalación esta directamente relacionado con la velocidad de ascenso de la tensión. Por ejemplo, un proyectil pequeño que viaja a 10 metros por segundo y choca contra una chapa de acero delgada no puede causarle daño alguno, sin embargo, si el mismo proyectil viaja a 10.000 metros por segundo perforara la chapa de acero si choca con ella. El ejemplo típico del daño que causa la velocidad de ascenso de la tensión lo tenemos en los impulsos de sobretensión del tipo "rayo", su tensión crece de forma casi instantánea, (típicamente 2-20 micro segundos), si la tensión del rayo tuviese un tiempo de crecimiento mucho más lento, su energía se disiparía en la red eléctrica, sin causar daño alguno.

          Los analizadores de redes instalados en los armarios eléctricos no son los aparatos adecuados para evaluar la calidad de suministro de la red, porque dichos aparatos recogen solo 128 muestras por cada ciclo eléctrico de la red, lo cual significa que el tiempo mínimo que pueden registrar estos analizadores para una red con frecuencia de 50 Hz es de 0,02/128 = 156,25 µs (micro segundos), por lo que un transitorio que tenga una duración menor, por ejemplo de 50 µs (micro segundos), no será visto por dichos analizadores. Resumimos este apartado con el ancho de banda de que disponen los analizadores de redes instalados en los armarios eléctricos, que es de: 128 X 50 Hz/seg. = 6.400 Hz como máximo, que resulta un ancho de banda insignificante para evaluar anomalías en instalaciones de envergadura con problemas críticos. La forma de medir el ancho de banda eficaz de un instrumento de medida o de un amplificador se calcula dividiendo 0,35 entre el tiempo que emplea una señal para alcanzar su magnitud, desde el 10 % hasta el 90 %, si se realiza esta operación de cálculo resultara que el ancho de banda "real" de los analizadores de redes instalados en los armarios eléctricos es de: 0,35/156,25 µs = 2.240 Hz. Como ya se ha explicado anteriormente, es fundamental que el ancho de banda de un instrumento de medida exceda el del dispositivo que se mide por un factor de cinco para mantener los errores de amplitud sistemáticos por debajo de la mitad de un dB (decibelio), Por el contrario, un analizador de redes rápido de los que se usan para I+D con un ancho de banda de 20 MHz, puede registrar eventos de sobretensión que tienen una duración de 1/20.000.000 = 50 ns (nano segundos), esto significa, que, en comparación con los analizadores de redes instalados en los armarios eléctricos, un analizador rápido es; 156 µs / 50 ns = 31.200 veces más rápido. Los transitorios más rápidos son los que más daño causan en las instalaciones, por lo tanto, en un análisis de red para averiguar el origen de posibles anomalías, o en un análisis preliminar, el mismo se debe realizar con analizador de gran ancho de banda, para referencias futuras sobre la calidad del suministro, y para localizar anomalías intermitentes o dificultosas.

          El análisis de red inicial de una instalación eléctrica realizado con analizador de red de gran ancho de banda, debe realizarse preferentemente con posicionamiento GPS del analizador, con ello se consigue que la base de tiempos temporal del analizador tenga una precisión de +/- 1 ms (milisegundo), cumpliendo con la norma de sincronización temporal IEC 61000-4-30 de clase A, así podremos determinar si las posibles anomalías suceden a determinadas horas del día o de forma aleatoria cuando arrancan los motores, además de conocer la posición exacta del lugar donde se realiza el análisis.

 

 

         F- Revisión de la Documentación. Conviene cerciorarse de que la documentación de la instalación que se revisa este actualizada para evitar futuras sorpresas o sanciones administrativas. Por ejemplo, en caso de un siniestro los seguros revisan primero el proyecto y el acta de puesta en marcha, así como que, los elementos instalados coincidan con el proyecto, y que se hubiesen realizado los trabajos de revisiones y mantenimientos periodicos, de lo contrario las compañías de seguros se eximen de responsabilidades. En una inspección de oficio, los elementos que no cumplan normativa deberán ser actualizados o reparados en caso de que se encuentran averiados, por lo tanto en una rutina de mantenimiento se deben verificar tanto la documentación como la adecuación y el cumplimiento de la instalación con las normas y reglamentos. Como norma general el desconocimiento de las obligaciones de los titulares o responsables de una instalación eléctrica, no los exonera de responsabilidades. Al respecto el R.E.B.T. en su ITC.BT-03 prescribe que, “Los titulares de las instalaciones eléctricas tendrán la obligación de conservarlas en buen estado. Comprobando su funcionamiento y conservación, por medio de revisiones periódicas, así como disponer de su respectivo mantenimiento”. Art. 20 “Los titulares de las instalaciones deberán mantener en buen estado de funcionamiento sus instalaciones, utilizándolas de acuerdo con sus características y absteniéndose de intervenir en las mismas para modificarlas. Si son necesarias modificaciones, éstas deberán ser efectuadas por una empresa instaladora”. Art. 23 “Se considerará que las instalaciones realizadas de conformidad con las prescripciones del presente Reglamento proporcionan las condiciones de seguridad que, de acuerdo con el estado de la técnica, son exigibles, a fin de preservar a las personas y los bienes, cuando se utilizan de acuerdo a su destino”.

 

PARTE MECANICA

          A- Medida dinámica del balance o desbalance de los impulsores centrífugos (equilibrado). El estado de balanceo de los impulsores y del eje de la bomba se analiza de forma dinámica con la bomba en funcionamiento, mediante un analizador de vibración que tenga la capacidad de recopilar información de desplazamiento y de velocidad.

          B- Medida dinámica de parámetros de desgaste y equilibrio de los rodamientos (picado de pistas y bolas en rodamientos). La información que transmiten los rodamientos puede ser analizada a través de las señales que devuelven los mismos cuando se encuentran girando, dicha información es generada en forma de aceleración, se analiza mediante un analizador de vibración.

          C- Medida de cavitación de la bomba. Se realiza mediante un analizador de vibración analizando el parámetro de velocidad en el rango de frecuencias de trabajo de la bomba, la interpretación se realiza mediante tabla ISO de vibración específica para bombas. La medida se realiza para conocer y evitar que la parte hidráulica tenga un desgaste anormal en el tiempo, corrigiendo los defectos, si es que éstos existen.  

          D- Medida de oscilación de la bancada de anclaje de bombas para aguas residuales. Este tipo de medida se realiza con ayuda de un analizador de vibración, midiendo el rango de desplazamiento en el margen de frecuencia de trabajo de la bomba, su interpretación se basa en tablas ISO específicas para bombas. El tipo de avería en bancadas de bombas para aguas residuales es especialmente laborioso de reparar porque no podemos parar la aportación de entrada de agua residual.

          E- Análisis de aceleración en bombas sumergibles. Esta medida se realiza con un analizador de vibración, registrando el parámetro de aceleración de alta frecuencia en el rango de frecuencias de trabajo de la bomba. La información debe ser demodulada previamente por el analizador de vibración antes de ser interpretada. Lo que nos muestra este análisis está relacionado con el desgaste de los impulsores centrífugos.

          F- Medida de roturas en tuberías o bridas en pozos profundos. La medida se realiza mediante sensores AE (acústicos), amplificadores AE, y filtros de ruido de paso de banda, en el rango de frecuencias de trabajo de la bomba. El rango de frecuencias AE se muestra especialmente sensible en el espectro de frecuencias que genera la presión del agua que escapa por las roturas de  las tuberías. 

          G- Medida de la energía resultante del golpe de ariete al cierre o apertura de válvulas de retención en tuberías. Esta medida se realiza mediante analizador de vibración, midiendo parámetros de velocidad en el rango de frecuencias de trabajo de la bomba. La medida se realiza para evitar roturas de tuberías, anticipándonos a posibles averías mecánicas.

          H- Verificación dinámica de la bomba en funcionamiento mediante cámara infrarroja sumergible. En los embalses donde se recogen aguas residuales para ser bombeados hacia otras ubicaciones de recogida o a depuradoras, el agua turbia embalsada impide conocer el estado de movimiento de las bombas, como por ejemplo ver solturas de la bancada, o movimientos anormales debidos a deposición de incrustaciones de gran tamaño en los impulsores, que reducen el caudal bombeado y provocan desgastes anormales de la parte hidráulica, y de los rodamientos. Este tipo de análisis debe ser realizado cada vez que se instala una bomba en la bancada. o durante las rutinas de mantenimiento periódico.    

          I- Análisis de las barras que forman la jaula en el rotor de un motor. Los motores eléctricos funcionan de forma similar que los transformadores, con sus dos devanados eléctricos (primario y secundario) que inducen el flujo del campo electromagnético para producir el giro del eje. La jaula del rotor de un motor eléctrico es equivalente al devanado secundario del motor. Los esfuerzos electromagnéticos que se producen en el rotor de un motor eléctrico que es accionado mediante accionamientos no lineales (arrancadores progresivos) generan sobrecargas de corriente de naturaleza pulsante a la frecuencia de la red, durante las fases de aceleración o de parada del motor, dichas sobrecargas producen calentamientos excesivos en las barras del rotor. Los arranques frecuentes en situaciones límite pueden causar la rotura de las barras del rotor por fusión de las mismas, este fenómeno es más frecuente en los ejes de motores de bombas sumergibles para pozos, y en las bombas para aguas residuales, en las cuales su relación longitud/diámetro del rotor es mayor que cinco veces su diámetro. El análisis de barras es especialmente útil en motores de potencia importante, los cuales tienen mayor peso en los procesos industriales. El “peso en Kgr.” del rotor de un motor que acciona una bomba sumergible o de aguas residuales juega un papel importante a la hora de arrancar. En la misma línea, los ejes de diámetros reducidos disponen de menor “par” para generar el flujo de campo electromagnético con "fuerza" suficiente para el arranque. Estos dos parámetros (peso del rotor y su diámetro) evidencian que los motores de cierto tamaño son los principales candidatos para ser verificados y despejar posibles problemas de rotor. 

      Se recomienda pues realizar verificaciones del rotor a partir de motores con potencia igual o superior a 22 KW. El intervalo correcto de tiempo para realizar este tipo de análisis en bombas que no presentan problemas para arrancar, es de doce meses, en bombas que disponen de arrancadores no lineales, el intervalo correcto de verificación es de seis meses. En los motores con relaciones longitud/diámetro del rotor menor a cinco, no es necesario realizar verificaciones de la jaula del rotor, pero conviene realizar mediciones del estado de la jaula a motores de elevada potencia >= 160 KW cada tres o cuatro intervalos de mantenimiento de rutina de los demás motores, o al comienzo de un plan de mantenimiento preventivo con la premisa de garantizar su estado.

 

      Montajes Alhama S.L.U. tiene experiencia en estas aplicaciones y puede asesorar para diseñar un plan de mantenimiento de máquinas, motores y bombas a la medida de sus necesidades.