Mantenimiento de motores electricos

Dentro de cualquier planta o fábrica, podemos encontrar al menos un motor eléctrico. Gracias a su tamaño, versatilidad, rendimiento y facilidad de uso, estos equipos rotativos se han convertido en una parte fundamental de los ventiladores, bombas y maquinaria industrial diversa. Por esta razón, una falla en un motor puede detener la producción. Considerando su papel, a veces crítico dentro de la industria, es aconsejable implementar un plan de mantenimiento que evite problemas en su operación.

Desde su invención en el siglo XIX, el motor eléctrico ha ido ganando un lugar privilegiado dentro de la industria global. Esto, debido a sus diversas ventajas, entre las que se pueden contar: reducción de tamaño y peso; versatilidad de construcción; un par elevado (dependiendo del tipo de motor) prácticamente constante; ausencia de emisión de contaminantes en el lugar de uso; omisión de sistemas de transmisión, y altos niveles de rendimiento.

Hoy en día, podemos encontrar estos motores en diversas aplicaciones: cintas transportadoras, bombas, ventiladores, ascensores, 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, ya que sus componentes eléctricos y mecánicos se desgastan y deterioran con el paso del tiempo y el uso. Según nuestros entrevistados, las principales causas de fallos en un motor eléctrico se encuentran en sus elementos mecánicos, especialmente en el rodamiento, el devanado del estator y las varillas del rotor.

Si hablamos de las causas de los fallos de los rodamientos, encontramos como una de las principales causas los errores de lubricación, como el exceso, la escasez, los intervalos incorrectos, la selección incorrecta del lubricante y la contaminación, siendo esta última intrínseca a muchos procesos de producción. En segundo lugar, existen factores operativos como un mal montaje, una alineación incorrecta, sobrecarga, entre otros.

El principal origen de los fallos en los motores eléctricos es que no respetan las condiciones de montaje y funcionamiento propias de su diseño. Por ello, desde el punto de vista mecánico, los motores presentan defectos asociados principalmente a problemas de montaje y puesta en marcha, vibraciones excesivas, alineación incorrecta, bases de montaje defectuosas, holguras mecánicas o problemas de lubricación. Desde el punto de vista eléctrico, los fallos se deben a sobrecargas, tensiones de alimentación desequilibradas, acumulación de suciedad, humedad y elementos corrosivos en el interior de los devanados que dañan su aislamiento.

Estas fallas son causadas 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 en la operación de una industria, es de vital importancia establecer y llevar a cabo un plan de mantenimiento adecuado para asegurar el correcto funcionamiento de los motores eléctricos. La parada de un motor eléctrico genera costos significativos por interrupciones en la producción, por lo que la industria está considerando cada vez más rigurosos planes de mantenimiento para sus motores eléctricos, tanto periódicos preventivos como predictivos, prefiriéndolos en lugar de un mantenimiento orientado a fallas o correctivos.

En general, la vida útil de los motores es bastante larga y suele alcanzar los 20 años por diseño, respetando las condiciones correctas de montaje y funcionamiento. En la práctica, los motores eléctricos tienen generalmente una curva de falla en forma de tina, es decir, tienen una alta probabilidad de fallo al principio y al final de su vida útil. Las fallas de la etapa inicial se deben principalmente a problemas de especificaciones del motor y problemas de montaje. Al final de su vida útil, los fallos se deben al desgaste natural de los componentes del motor.

Se recomienda registrar mensualmente las condiciones de montaje, uso y datos técnicos del motor en una hoja de cálculo (o sistema relacionado), desde el momento en que el motor empieza a funcionar, y posteriormente con mediciones y parámetros predictivos. Esto facilita la detección de cualquier variación en las condiciones de trabajo del motor. Entre los parámetros más relevantes a considerar, el profesional destaca el consumo eléctrico (idealmente un perfil de carga), la temperatura en varios puntos del motor (principalmente en los soportes de los rodamientos), las vibraciones y la lubricación de los rodamientos (si procede).

Además, recuerda que el punto crítico (o que requiere mayor atención) de un motor eléctrico son sus rodamientos, que tienen una duración en horas. Por lo tanto, el usuario debe cambiarlos cuando alcancen su vida útil, aunque no presenten problemas, ya que el fallo de uno de los rodamientos provoca un fallo importante, que puede llegar a inutilizar el equipo.

Por su parte, el mantenimiento de los motores eléctricos, especialmente el predictivo, hace que una empresa pueda ser competitiva en precios frente a la competencia y el mercado internacional. Garantiza la entrega de los productos en el tiempo acordado y puede gestionar los beneficios de las empresas frente a las variaciones de precios en el mercado, especialmente en el campo minero.

En esta línea, aconseja que cualquier plan de mantenimiento debe contemplar el resultado a tiempo de las pruebas a las que se somete. A esto le llamamos mantenimiento predictivo, que es el análisis de las piezas y el comportamiento del motor a lo largo del tiempo, para que podamos anticiparnos a cualquier fallo. De esta manera, podemos programar un mantenimiento de la máquina evitando paradas inesperadas, cortes en la producción y pérdidas considerables en la expectativa de los beneficios de los inversores o propietarios de las empresas.

Por su parte, se agrega otros aspectos a considerar a la hora de diseñar un plan de mantenimiento para estos motores, el cual, en su opinión, debe iniciarse mediante la localización operativa del motor, es decir, determinando la criticidad, el nivel de complejidad o la importancia que este motor tiene dentro del proceso de producción, con el fin de identificar los recursos que se destinarán a su mantenimiento.

A lo anterior, se indica que otro factor a considerar son los tiempos de respuesta en caso de falla. Es necesario preguntarse cuál es la disponibilidad de piezas de repuesto, el tiempo de intervención del motor y los recursos necesarios para ello.

Respecto a la implantación 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. El objetivo final es el mismo: cada motor debe ser registrado como un activo, dándole 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 del bastidor, rpm, tipo de rodamiento y condiciones ambientales de funcionamiento. El establecimiento de un sistema de este tipo puede llevar algún tiempo, pero una vez completado será una gran herramienta.

El mantenimiento, una tarea en deuda

Cuando se les pregunta sobre la importancia que la industria nacional le da al mantenimiento de sus motores eléctricos, los entrevistados destacan la evolución del papel del mantenimiento dentro de las operaciones industriales del país. En este sentido, Fuentes cree que la industria chilena, con la excepción de Gran Minería, está endeudada con respecto al mantenimiento y cuidado predictivo de los motores eléctricos. De hecho, el motor sólo se reemplaza o repara cuando falla. No se anticipan al fracaso, porque no existe una cultura de mantenimiento adecuado. Sin embargo, en los últimos años, los usuarios están implementando gradualmente sistemas de apoyo, debido a la mayor especialización del personal responsable del mantenimiento.

Por su parte, se cree que aunque cada sector de la industria aborda las tareas de mantenimiento de forma diferente, la tendencia de los últimos años ha mostrado un interés creciente en las tareas de mantenimiento a nivel general, debido a las altas demandas de producción y a la disponibilidad operativa de los equipos y procesos. Un papel importante en esta disposición lo marcan las leyes y reglamentos sobre seguridad laboral y medio ambiente, así como las certificaciones nacionales e internacionales que exigen procedimientos que garanticen un nivel de excelencia en sus procesos internos, incluidas las tareas de mantenimiento.

Avances tecnológicos

Dada la importancia que juega el mantenimiento de los motores eléctricos en su funcionamiento, los fabricantes están incorporando en estos equipos una tecnología que simplifica el desarrollo de los planes de mantenimiento. El mantenimiento de un motor eléctrico es una tarea constante, por lo que la tecnología ha ayudado a monitorizar mejor el trabajo de los motores eléctricos, ya sea con el uso de relés inteligentes o con mediciones de vibración y temperatura.

Hoy en día, es común encontrar en los motores de alta potencia sistemas de monitorización incorporados desde su construcción, diseñados para alarmar contra una variable que excede los límites preestablecidos. Cada vez más clientes solicitan en las especificaciones de sus motores la incorporación de elementos de Condition Monitoring, siempre conscientes de que es más rentable anticiparse a un evento y/o fallo que reaccionar de forma correctiva. Sin embargo, en el campo del servicio también ha habido un creciente interés en los sistemas de monitoreo disponibles.

A la hora de evaluar un motor eléctrico, vale la pena preguntarse si es aconsejable sustituir el equipo por un modelo más eficiente. Normalmente, los motores se sustituyen cuando, por problemas eléctricos o mecánicos, ya no aceptan 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 par. Incluso la corriente en vacío aumenta. Por lo tanto, cuando se repara un motor por primera vez, es conveniente evaluar la compra de un motor más nuevo y más eficiente.

En este sentido, el mantenimiento de los motores eléctricos representa una herramienta esencial para lograr el funcionamiento óptimo de casi todas las operaciones industriales. Por lo tanto, es necesario mantener registros adecuados de su desempeño y evaluar plenamente la opción de reemplazarlos por modelos nuevos y más eficientes.