Más del 60% de la energía eléctrica consumida en industrias se destina al funcionamiento de motores eléctricos que accionan todo tipo de máquinas. La eficiencia de los motores y máquinas se ve afectada por la alimentación eléctrica y los problemas mecánicos, traduciéndose en mayor vibración y calentamiento excesivo del equipo.

Es así como los desequilibrios de voltaje degradan el funcionamiento y acortan la vida de un motor trifásico; el desequilibrio de voltaje en las bornes del estator del motor causa un desequilibrio de la corriente que no guarda proporción con el desequilibrio del voltaje. En tanto, el efecto de las corrientes desequilibradas es la presencia de pulsaciones de par, aumentan las vibraciones y los esfuerzos mecánicos, incrementándose las pérdidas y el calentamiento, lo que acorta la vida del aislamiento.

Se recomienda que el desequilibrio en terminales del motor no exceda el 1%. Desequilibrios superiores a dicho porcentaje requieren reducir la potencia demandada al motor (según tabla de NEMA MG-1 2003, revisión 1-2004), anulando en gran parte las garantías de los fabricantes.

Como causas comunes de desequilibrio, podemos mencionar:

• Operación defectuosa de equipos de corrección de factor de potencia.

• Red de suministro desequilibrado o inestable.

• Banco de transformadores suministrando una carga en un sistema trifásica en situación de sobrecarga.

• Fallas a tierra monofásicas.

• Uno de los circuitos del primario de distribución abierto.

Los componentes mecánicos se deterioran debido a la carga que soportan, las vibraciones, la corrosión y su propio envejecimiento. Esto provoca la fricción de las partes mecánicas (acoplamientos, engranajes, cojinetes, etc.), produciéndose un sobrecalentamiento.

Muchos de los problemas mecánicos en máquinas se traducen en mayores esfuerzos y fricción en las partes en movimiento. Una mayor fricción supone un calentamiento mayor de las piezas y los rodamientos se deterioran con el incremento de la temperatura. El sistema no es eficiente, pues consume más energía, y representa un riesgo de accidente. Para estos casos, se recomienda el uso de la termografía, aunque se debe tener en cuenta que las imágenes térmicas muestran las condiciones de funcionamiento a través de la temperatura superficial, que nos dará una estimación aproximada de la temperatura interna del motor.

Gracias a la termografía, las mediciones son:

• Sin contacto. Se puede medir objetos en movimiento, eléctricamente energizados o que sean peligrosos al contacto.

• Obtenidas sin perturbar la producción.

• Se pueden efectuar aun en lugares de difícil acceso.

• Es bidimensional y se obtiene una imagen.

• Se realizan donde el contacto con la superficie dañaría, contaminaría o modificaría la temperatura.

• Capaces de detectar un problema antes de que se produzca el desperfecto.

• Capaces de ser aplicadas a casi todos los tipos de equipos y condiciones.

• Capaces de identificar rápidamente una ubicación específica.

Entre las ventajas de la detección de los problemas antes de la falla, destaca una mayor seguridad y confiabilidad, así como mejor aseguramiento de las reparaciones; verificación de las instalaciones nuevas; menor cantidad de interrupciones no programadas; bajos costos de mantenimiento y reparación; e índice de producción y calidad mejorados.

Algunos problemas mecánicos son fáciles de detectar con la termografía y pueden ser resueltos y evitados adecuadamente con un buen plan de mantenimiento que tenga en cuenta necesidades de lubricación, alineamiento de ejes, vibraciones, etc.

• Retirar las cubiertas y protecciones de los dispositivos mecánicos para permitir realizar un análisis termográfico de sus elementos internos (por ejemplo, ejes y cojinetes). Considere la instalación de pequeñas puertas con bisagras o utilice mallas metálicas en vez de cubiertas opacas. Cuando realice este tipo de adaptaciones, esté seguro de que no se compromete la seguridad del personal.

• En cuanto al procedimiento, hay que tener en cuenta que los problemas mecánicos se suelen encontrar comparando las temperaturas de superficie de elementos similares que funcionen en circunstancias parecidas. Lo más aconsejable es crear una rutina de inspección, para disponer de imágenes de referencia para comparar en posteriores inspecciones.

• El mantenimiento termográfico debe hacerse cuando los motores están trabajando en sus condiciones normales de trabajo. La temperatura de funcionamiento normal de un motor la encontraremos en su placa de características.

• Los componentes a capturar en una termografía de un motor son los siguientes: el cuerpo del motor, el acoplamiento del eje, el rodamiento del motor y eje y el cuadro de conexiones.

• Si cuenta con un programa de mantenimiento para evitar los gastos de costosas averías, incluya técnicas termográficas para la supervisión del estado de los motores eléctricos. Si utiliza una cámara termográfica portátil, puede capturar por infrarrojos imágenes bidimensionales de mediciones de temperatura de un motor.

• Las imágenes térmicas de los motores eléctricos muestran sus condiciones de funcionamiento a través de la temperatura de superficie. Este método de seguimiento resulta esencial para lograr minimizar el número de averías inesperadas en el motor de los sistemas principales de los procesos de instituciones, comercios y fábricas.

Lo ideal sería realizar comprobaciones de los motores cuando estuvieran trabajando bajo condiciones normales de funcionamiento. A diferencia de los termómetros por infrarrojos que solo pueden capturar temperaturas en un único punto, una cámara termográfica puede capturar al mismo tiempo temperaturas de miles de puntos de todos los componentes principales: el motor, el acoplamiento del eje, los rodamientos del motor y del eje.

• En las placas de características de los motores figura la temperatura de funcionamiento normal. Aunque no se pueda observar el interior de un motor con una cámara por infrarrojos, la temperatura de la superficie exterior le indica la temperatura interna. A medida que la temperatura interna del motor aumenta, la temperatura exterior también sube.

• Qué significa una “alerta roja”. Las condiciones de un equipo que puedan poner en peligro la seguridad deben ser reparadas con la mayor brevedad posible. A continuación, recuerde que todas las placas de características de los motores especifican la temperatura de funcionamiento máxima, la cual representa el aumento máximo permitido de la temperatura del motor con respecto a la temperatura ambiente (la mayoría de los motores están diseñados para funcionar a una temperatura ambiente que no supere los 40 °C).

• ¿Cuál es el precio de una avería? Para calcular el costo de un fallo en un motor, debe considerar el precio del mismo, el número de veces que una línea de producción ha estado inactiva por este avería, la mano de obra requerida para sustituirlo, etc.

Si sospecha que el sobrecalentamiento de su motor se ha producido por una de las razones que se mencionan a continuación, lleve a cabo la acción correspondiente:

• Flujo de aire insuficiente.

• Desequilibrio de tensión o sobrecarga.

• Avería inminente en los rodamientos, desgastes, lubricación, etc.

• Fallo del aislamiento.

• Alineación incorrecta del eje.