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SISTEMAS DE MONITOREO EN LÍNEA
Mejorando la eficiencia y durabilidad de los motores eléctricos
Por Equipo de Prensa de Revista ElectroIndustria
Los sistemas de monitoreo en línea de motores eléctricos permiten capturar datos relevantes del motor con el fin de optimizar la operación, los procesos y la mantención de estos equipos (así como de otros dispositivos asociados a ellos). En este reportaje, expertos abordan las principales tecnologías que existen actualmente y entregan sus principales recomendaciones al respecto.

Considerando que los motores eléctricos son los responsables del movimiento en una infinidad de aplicaciones industriales, su continuidad operativa es un motivo de preocupación constante para los responsables del mantenimiento. De hecho, muchas plantas consideran varios de sus motores eléctricos en sus programas de mantenimiento predictivo. Por ello, se han desarrollado diversos sistemas de monitoreo en línea para supervisar los parámetros eléctricos y mecánicos de una máquina en todo momento y de forma remota, así como revisar el estatus de alarmas a través de la comunicación en red.

Según Luis San Martín, Sales Specialist Medium Voltage Motors & Drives de Siemens Chile, los sistemas de monitoreo en línea incluyen instrumentación capaz de capturar señales, un equipo que recolecta esta información para transmitirla a una interfaz o computador, y un sistema de almacenamiento que permite a especialistas y/o usuarios hacer análisis y tomar decisiones. “Las variables que más comúnmente se están considerando son potencia, corriente, voltaje, frecuencia, velocidad, temperatura en descansos, en bobinados y en sistemas de enfriamiento, además de torque y deformación mecánica”, comenta.

En tanto, Esteban Díaz, Service Product Manager Motors & Generators ABB en Chile, señala que se debe considerar el seguimiento de las variables operacionales en motores en régimen y a distancia. “La funcionalidad de un sistema de monitoreo en línea aborda desde la supervisión permanente del motor, manejo de alarmas, así como la planificación inteligente sobre la disponibilidad del motor y sus costos de mantención”, añade.

Por su parte, Renan Azevedo, Field Marketing Engineer Data Acquisition & Control Systems de National Instruments, asegura que las plataformas más avanzadas de monitoreo pueden agregar análisis por medio de algoritmos especializados, curvas de tendencia e inteligencia a las máquinas, haciendo posible identificar fallas de forma anticipada.

Para llevar a cabo un correcto monitoreo, Julio Sepúlveda, Gerente de Operaciones de Ferroman, en primer lugar, recomienda analizar el motor en “zonas de monitoreo”, separándolo en los subsistemas constituyentes. Luego, se deberán considerar las partes que componen el motor y, finalmente, para cada zona, subsistema y parte, se necesitarán variables que establezcan la condición de motor, y seguir a su evolución en el tiempo.

“A diferencia del monitoreo fuera de línea, la técnica en línea observa el comportamiento de la máquina bajo los esfuerzos reales de operación. Además, son técnicas no invasivas, ya que la máquina no se detiene para su medición”, explica.

Para el especialista, el seguimiento a la temperatura en los descansos es importante en todo tipo de motor, mientras que específicamente para los motores síncronos, aconseja el seguimiento del flujo magnético en los polos del rotor, “lo cual es útil para detectar corto circuitos en el devanado”.


Últimas tecnologías

Actualmente, varias tecnologías disponibles en la industria posibilitan la modernización de un sistema de este tipo, que van desde el uso de soluciones embebidas con alto poder de procesamiento, de software conectados, hasta la utilización de plataformas de TI para el almacenamiento, análisis y administración de los datos en la nube.

Además, se han desarrollado innovaciones asociadas a sensores para incorporar nuevas señales, como las galgas extensiométricas que permiten medir magnitudes mecánicas, como torque o deformación. La principal tendencia es incorporar la digitalización de las variables de funcionamiento de estos equipos. “Lo que se busca es agregar un sistema de monitoreo en línea al motor que capture toda las señales relevantes, las digitalice y envíe a la nube, donde se tendrá total disponibilidad para un análisis y/o toma de decisiones”, señala San Martín.

En la actualidad, el uso de dispositivos como tablets o smartphones, sumado a la transmisión de datos vía Bluetooth o WiFi, han facilitado de manera sustancial el manejo de la información y los tiempos de respuesta. “La fácil instalación, sin requerir de una gran infraestructura o conocimientos por lo intuitivo y concluyente del semáforo de tráfico utilizado como método de información de la condición del motor, resultan ser la solución para masificar el uso de este tipo de monitoreo”, advierte Díaz.


Ventajas principales

En general, estas soluciones permiten que los motores operen con mayor eficiencia y duren más tiempo, obteniendo importantes beneficios como: reducción del costo del mantenimiento predictivo; aumento del tiempo dedicado al análisis de datos; incremento de la confiabilidad de esos datos; reducción del tiempo de detección de fallas; y posibilidad de monitorear un número mayor de motores eléctricos de forma remota y en la fábrica, entre otros. Además, han demostrado ser una técnica adecuada para detectar problemas eléctricos y mecánicos en distintos tipos de motores.

De acuerdo a Díaz, los sistemas de monitoreo en línea ofrecen a la industria un acceso rápido a la información procesada, permitiendo optimizar tiempo, recursos e información. “Los planes de mantención son mejor conducidos y las ventajas mayores están en reducir el costo de no operar dicho motor. Una de las principales ventajas del manejo de variables de forma en línea o inalámbrica es la reducción de la exposición del trabajador”, asegura.

Por su parte, Azevedo sostiene que hoy en día, las técnicas más avanzadas muchas veces “son usadas solamente en los equipos más críticos, debido a los costos iniciales, pero con monitoreo en línea, podemos ampliarlo a un mayor número de motores”.

Respecto a los criterios que deberían primar para decidir qué motores monitorear y cómo hacerlo, el especialista indica que no existe ningún estándar establecido en esta materia. “Este tipo de análisis normalmente necesita un experto que entienda el modo de fallo de cada componente de una máquina para que se defina qué tipo de mantenimiento se aplicará. Por ejemplo, si se adopta una estrategia para que el motor opere hasta fallar (mantenimiento correctivo), opere con cambios de componentes basados en períodos regulares de tiempo (mantenimiento preventivo), u opere con sensores realizando la recolección de datos de los parámetros eléctricos y mecánicos del propio motor (mantenimiento predictivo)”, explica.

En términos generales, San Martín plantea que se debe realizar una definición a partir del análisis costo-beneficio que entrega la incorporación de un sistema de monitoreo. “Este análisis debe no solo incorporar el costo del motor y del sistema de monitoreo, sino también el costo del proceso involucrado al motor que muchas veces es significativamente mayor”, sostiene.


Buenas prácticas

Con una solución de monitoreo avanzado para conectar, comunicar y recolectar datos en línea, los profesionales en mantenimiento pueden extender la vida útil de los equipos y disminuir el costo de las operaciones y del mantenimiento de toda su flotilla de maquinaria.

Para Sepúlveda, lo más importante es que el personal responsable por la correcta operación del motor tenga la posibilidad de identificar el estado de condición de la máquina, a fin de apoyar la toma de decisiones. Conocer su estado permitirá planificar y programar las acciones correctivas tendientes a reducir la posibilidad de falla, asegura.

“Además, con esta técnica se debe aprender cómo evoluciona el proceso de deterioro natural de todas las partes del motor, el cual se expone a distintos esfuerzos durante su operación, lo que produce la disminución de sus características originales. Detectar condiciones anormales de estos esfuerzos es posible por medio de estas técnicas”, acota.

En cuanto a la definición de algunas buenas prácticas, Azevedo asegura que resulta esencial establecer los objetivos que se esperan del programa de monitoreo de condición de maquinaria. “Hay que definir los parámetros del programa e identificar claramente lo que va a medir. Para prevenir cualquier mala comunicación, se debe planificar las respuestas de forma anticipada. Con un plan de acción ya implementado, su equipo sabrá qué hacer, será consciente de sus funciones y podrá responder de manera apropiada y oportuna”.

Para San Martín, las buenas prácticas parten primero por realizar un análisis histórico del costo que significan las mantenciones y fallas asociadas a los motores eléctricos, y además el beneficio que entrega el tener información de la operación continua de los motores eléctricos, los cuales están asociados a una parte importante de la producción de una planta.

“En base a este análisis, determinar la incorporación de un sistema de monitoreo en línea -considerando el potencial que tiene-, debe estar asociado a la correcta interpretación y uso de los datos obtenidos por este sistema”, concluye.

Agosto 2017
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