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Desde su invención en el siglo XIX, el motor eléctrico se ha ido ganando un sitial de privilegio dentro de la industria mundial. Esto, debido a sus diversas ventajas, entre las que se pueden contar: tamaño y peso reducido; versatilidad de construcción; un elevado par de giro (según el tipo de motor) prácticamente constante; la no emisión de contaminantes en el lugar de uso; la omisión de sistemas de transmisión, y altos niveles de rendimiento.

En la actualidad, podemos encontrar estos motores en diversas aplicaciones: correas transportadoras, bombas, ventiladores, elevadores, entre muchas otras máquinas. Por esta razón, su mantenimiento es un tema recurrente en las conversaciones de los profesionales y técnicos responsables de la continuidad operativa de los procesos industriales, pues sus componentes eléctricos y mecánicos se desgastan y deterioran con el paso del tiempo y el uso. Según confirman nuestros entrevistados, las principales causas de fallas en un motor eléctrico se encuentran en sus elementos mecánicos, especialmente en el rodamiento, el devanado del estator y en las barras del rotor.

“Si hablamos de las causas que originan los fallos en el rodamiento, encontraremos como una de las principales razones los errores de lubricación, como exceso, escasez, intervalos incorrectos, selección incorrecta del lubricante y contaminación, siendo esta última intrínseca de muchos procesos productivos. En segundo lugar, se encuentran factores operacionales como un mal montaje, un alineamiento incorrecto, la sobrecarga, entre otros”, explica Esteban Díaz, Service Product Manager Motors and Generator de la División Discrete Automation and Motion de ABB en Chile.

Para Luis San Martín, Product Manager LV & MV Voltage Motors de Siemens Chile, “el principal origen de las fallas en motores eléctricos nace de que no se respetan las condiciones de montaje y operación propias de su diseño. Es por esto que, desde el punto de vista mecánico, los motores presentan fallas asociadas fundamentalmente a problemas de montaje y puesta en marcha, vibraciones excesivas, alineamiento incorrecto, bases de montaje defectuosas, solturas mecánicas o problemas de lubricación. Desde el punto de vista eléctrico, las fallas se deben a sobrecargas, voltajes de alimentación desbalanceados, acumulación de suciedad, humedad y elementos corrosivos en el interior de los bobinados que dañan su aislación”.

En este sentido, Andrés Fontaine Dünner, Jefe Unidad de Negocio Motores Eléctricos de M. Hochschild, resume lo anterior, afirmando que “estas fallas se producen principalmente por falta de mantenimiento, control del trabajo del motor, y supervisión del consumo de corriente, fuente de voltaje, temperatura y vibración”.

Un plan de mantenimiento adecuado

Considerando su importancia dentro de la operación de una industria, resulta de vital importancia establecer y llevar a cabo un plan de mantenimiento adecuado que garantice el correcto funcionamiento de los motores eléctricos. Al respecto, el ejecutivo de Siemens Chile explica que “la detención de un motor eléctrico origina importantes costos debido a las interrupciones en la producción; es por esto que la industria está cada vez más considerando rigurosos planes de mantención para sus motores eléctricos, tanto preventivos periódicos como predictivos, prefiriéndolos en lugar de mantenimiento orientado a la falla o correctivo”.

“Por lo general, la vida útil de los motores es bastante amplia y suele llegar a los 20 años por diseño, respetando las correctas condiciones de montaje y operación. En la práctica, los motores eléctricos generalmente presentan una curva de falla con forma de bañera, esto es, tiene alta probabilidad de falla al comienzo y al final de su vida útil. Los fallos de la etapa inicial se deben fundamentalmente a problemas en la especificación de los motores y problemas en el montaje. Al final de su vida útil, las fallas se deben al natural desgaste de los componentes del motor”, agrega.

 

En esta línea, Manuel Fuentes, Sub Gerente de Productos en Lureye Electromecánica, recomienda registrar mensualmente las condiciones de montaje, uso y datos técnicos del motor en una planilla (o sistema afín), desde el momento que el motor inicia su funcionamiento, y posteriormente con mediciones y parámetros predictivos. “Con ello se detecta fácilmente cualquier variación en las condiciones de trabajo del motor”, sostiene. Entre los parámetros más relevantes a considerar, el profesional destaca el consumo eléctrico (idealmente un perfil de carga), temperatura en varios puntos del motor (principalmente en los alojamientos de los rodamientos), vibraciones, y lubricación de los rodamientos (si aplica).

Además, recuerda que “el punto crítico (o que requiere mayor preocupación) de un motor eléctrico son sus rodamientos, los que tienen una duración en horas. Por ello, el usuario debe cambiarlos cuando estos cumplen su vida útil, aunque no presenten problemas, ya que la falla de uno de los rodamientos conlleva una falla mayor, llevando incluso a dejar inutilizado el equipo”.

Por su parte, Claudio Salfate, Product Manager SKF-BAKER de Comulsa, indica que “el mantenimiento de los motores eléctricos, sobre todo el predictivo, hace que una empresa pueda ser competitiva en precios frente a competidores y el mercado internacional. Se asegura la entrega de productos en el tiempo acordado, y se puede manejar las ganancias de las empresas cuando se enfrenta variaciones de los precios en el mercado, sobre todo en el ámbito minero”.

En esta línea, aconseja que cualquier plan de mantenimiento “deberá contemplar el resultado en el tiempo de las pruebas a las que se somete. A esto llamamos mantenimiento predictivo, que es el análisis de las partes y comportamiento del motor en el tiempo, de tal forma que nos podemos anticipar a cualquier falla. De esta forma, podemos programar un mantenimiento de la máquina evitando paradas inesperadas, cortes en la producción y considerables pérdidas en la expectativa de las ganancias de los inversionistas o dueños de las empresas”.

En tanto, Esteban Díaz agrega otros aspectos a considerar al diseñar un plan de mantenimiento para estos motores, el que, a su juicio, se debe iniciar por “ubicar operacionalmente el motor, es decir, determinar la criticidad, nivel de complejidad o importancia que tiene dicho motor dentro del proceso productivo, para así identificar los recursos que serán destinados a su mantenimiento”.

A lo anterior, el profesional de ABB indica que otro factor a considerar son los tiempos de respuesta ante una falla ocurrida. “Hay que preguntarse cuál es la disponibilidad de repuestos, el tiempo de intervención del motor y los recursos requeridos para esto”, aclara.

 

Respecto a la implementación de un sistema de mantenimiento preventivo, Fuentes argumenta que en algunas plantas puede ser suficiente utilizar una hoja de cálculo, mientras que en otras se necesitan sistemas dedicados más complejos. “La meta final es la misma: cada motor necesita ser registrado como un activo, dándosele la misma atención que a cualquier otro motor. Algunos factores a incluir en el mantenimiento preventivo son: fecha de instalación, caballos de fuerza (HP), tamaño (frame), rpm, tipo de rodamiento y condiciones ambientales de operación. Establecer un sistema como ese puede tomar algún tiempo, pero una vez completado será una gran herramienta”, añade.

Mantenimiento, una tarea en deuda

Al consultar sobre la importancia que le otorga la industria nacional al mantenimiento de sus motores eléctricos, los entrevistados destacan la evolución del rol del mantenimiento dentro de las operaciones industriales del país. Al respecto, Fuentes opina que la industria chilena, a excepción de la Gran Minería, está en deuda respecto al mantenimiento y cuidado predictivo de los motores eléctricos. “De hecho, el motor es reemplazado o reparado recién cuando entra en falla. No se anticipan a la falla, producto de que no existe la cultura de mantenimiento adecuada. Eso sí, en los últimos años, poco a poco los usuarios van implementando sistemas de apoyo, debido a la mayor especialización del personal responsable de la mantención”, indica.

Por su parte, Díaz cree que si bien cada sector de la industria aborda de manera distinta las tareas de mantenimiento, la tendencia de los últimos años ha evidenciado un creciente interés por las tareas de mantenimiento a nivel general, debido a las altas exigencias productivas y disponibilidad operacional de los equipos y procesos. “Papel importante en esta disposición lo marcan las leyes y normas en materia de seguridad laboral y medioambiente, así como las certificaciones nacionales e internacionales que exigen procedimientos que aseguren un nivel de excelencia en sus procesos internos, incluyendo las tareas de mantenimiento”, asegura.

Avances en tecnología

Dada la relevancia que juega el mantenimiento de los motores eléctricos en su funcionamiento, los fabricantes están incorporando en estos equipos tecnología que simplifica el desarrollo de planes de mantenimiento. Como sostiene Fontaine, “la mantención de un motor eléctrico es una tarea constante, por lo que la tecnología ha colaborado a monitorear de mejor forma el trabajo de los motores eléctricos, ya sea con el uso de relés inteligentes o con mediciones de vibración y de temperatura”.

“En la actualidad, es común encontrar en motores de gran potencia sistemas de monitoreo incorporados desde su construcción, diseñados para alarmar ante una variable que exceda límites preestablecidos. Cada vez más clientes solicitan en las especificación de su motor la incorporación de elementos para el monitoreo de la condición, siempre conscientes de que es más rentable anticipar un evento y/o fallo, que reaccionar de forma correctiva. Ahora bien, desde el ámbito del servicio también ha habido un creciente interés por los sistemas de monitoreo disponibles”, recuerda Díaz.

Al evaluar un motor eléctrico, es conveniente preguntarse si es recomendable reemplazar el equipo por un modelo de mayor eficiencia. “Normalmente, los motores son reemplazados cuando, por problemas eléctricos o mecánicos, ya no aceptan más reparaciones o rebobinados, pero considerando que estos equipos pierden eficiencia con cada reparación o rebobinado aproximadamente, podemos decir que después de tres reparaciones el valor es prácticamente igual a un motor nuevo, y debido a la pérdida de eficiencia, el motor consume más energía eléctrica para generar el mismo torque. Incluso, la corriente en vacío sufre un incremento. Por lo tanto, al reparar por primera vez un motor, es conveniente evaluar la adquisición de un motor más eficiente y nuevo”, arguye Fontaine.

En este sentido, el mantenimiento de motores eléctricos representa una herramienta esencial para lograr el óptimo funcionamiento de casi toda operación industrial. Por lo tanto, es necesario mantener registros adecuados de su funcionamiento y evaluar cabalmente la opción del reemplazo por modelos nuevos y más eficientes. Después de todo, y tomando en cuenta el costo de la energía eléctrica en Chile, el consumo de estos motores no debe ser ignorado.