MANUAL DE MANTENIMIENTO DE MOTORES ELÉCTRICOS
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN HUMANAS Y TECNOLOGÍAS CARRERA DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA TÍTULO MONITOREO DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS DE LOS MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN DE LAS BOMBAS DE PRESIÓN DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO, PARA DETERMINAR SU RENDIMIENTO EN EL SUMINISTRO DE AGUA PARA “EL HOSPITAL GENERAL DOCENTE DE RIOBAMBA” DESDE ABRIL HASTA JULIO 2014-2015. Trabajo de investigación previo a la obtención del Título de Licenciado en ciencias de la educación en la Especialidad de Electricidad-Electrónica AUTORES: Merchán Vélez Jorge Luis Zula Miñarcaja Darío Javier TUTOR: Ing. Iván Sinaluisa Riobamba, Junio del 2015 MIEMBROS DEL TRIBUNAL “MONITOREO DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS DE LOS MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN DE LAS BOMBAS DE PRESIÓN DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO, PARA DETERMINAR SU RENDIMIENTO EN EL SUMINISTRO DE AGUA PARA “EL HOSPITAL GENERAL DOCENTE DE RIOBAMBA” DESDE ABRIL HASTA JULIO 2014-2015”, Trabajo de tesis de Licenciatura en Electricidad y Electrónica. Aprobado en nombre de la Universidad Nacional de Chimborazo por el siguiente jurado examinador del mes de Junio del 2015. PRESIDENTE DEL TRIBUNAL Msc. Nardo Pesántez MIEMBRO DEL TRIBUNAL …………………………………………….. FIRMA …………………………………………….. Ing. Paulina Bolaños FIRMA TUTOR DE TESIS …………………………………………….. Ing. Iván Sinauluisa FIRMA NOTA…………………… ii DERECHO DE AUTORÍA El trabajo de investigación que se presenta como proyecto de grado previo a la obtención del título de Licenciados en Ciencias de la Educación, Profesores de Electricidad y Electrónica, es original y basado en el proceso de investigación, previamente establecido por la Facultad de Ciencias de la Educación, Humanas y Tecnologías. En tal virtud, los fundamentos teóricos, científicos y resultados obtenidos son de exclusiva responsabilidad de los autores y los derechos le corresponden a la Universidad Nacional de Chimborazo. Javier Zula Jorge Merchán iii iv DEDICATORIA A Dios, por permitirme llegar a este momento tan especial en mi vida., A mis Padres quienes me apoyaron todo el tiempo, A mis Maestros quienes nunca desistieron al enseñarnos, a todos que continuaron depositando su esperanza. Jorge Merchán A dios todo poderoso por darme la oportunidad de estar aquí y de permitirme seguir en la vida como una persona humilde y sencilla, a mí amado padre Miguel quien se preocupó día a día para culminar mi carrera profesional. Javier Zula v AGRADECIMIENTO Extendemos el más sincero agradecimiento a la Universidad Nacional de Chimborazo, en especial al personal de docentes de la Escuela de Educación Técnica de la Facultad de Ciencias de la Educación Humanas y Tecnologías, por otorgarnos sus conocimientos y experiencias en beneficio de nuestra formación profesional y sobre todo personal. También a nuestros padres por todo el apoyo, de igual manera agradecemos al Ing. Iván Sinaluisa por apoyarnos con sus conocimientos para el desarrollo de este trabajo, al personal del área de mantenimiento del Hospital General Docente de Riobamba a todos nuestros amigos, y a personas que nos apoyaron de una u otra forma para terminar con éxito esta etapa importante de nuestra vida. Jorge Merchán Javier Zula vi ÍNDICE GENERAL CONTENIDO PÁG. PORTADA I MIEMBROS DEL TRIBUNAL II CERTIFICADO DE TUTORÍA III DERECHOS DE AUTORÍA IV DEDICATORIA V AGRADECIMIENTO VI ÍNDICE GENERAL VII ÍNDICE DE TABLAS XII ÍNDICE DE GRÁFICOS XIII ÍNDICE DE ECUACIONES XV ÍNDICE DE ANEXOS XV LISTA DE ABREVIATURAS XVI RESUMEN XVII SUMMARY XVIII INTRODUCCIÓN 1 CAPÍTULO I 3 1 MARCO REFERENCIAL…………………………………….. 3 1.1 Planteamiento del problema…………………................................ 3 1.2 Formulación del problema……………………………………...... 4 1.3 Objetivos......................................................................................... 4 1.3.1 Objetivo general………………………………………………...... 4 1.3.2 Objetivos específicos………………………………..................... 5 1.4 Justificación e importancia del problema………………………... 5 CAPÍTULO II………………………………………………………………. 7 2. MARCO TEÓRICO……………………………………………. 7 2.1 Antecedentes de la investigación………………………………… 7 vii 2.2 Fundamentación teórica…………………………………………. 2.2.1 Historia de la máquina de inducción trifásica desde los 7 orígenes………………………………………………………….. 7 2.2.2 Los motores de inducción………………………………………... 9 2.2.3 Componentes principales de un motor trifásico………………….. 10 2.2.3.1 El estator…………………………………………………………. 10 2.3.3.2 Rotor……………………………………………………………... 10 2.2.3.2.1 Rotor de anillos rozantes…………………………………………. 10 2.2.3.2.2 Rotor de jaula de ardilla………………………………………….. 11 2.2.4 Partes de un motor trifásico……………………………………… 12 2.2.4.1 Carcasa…………………………………………………………… 12 2.2.4.2 Base………………………………………………………………. 12 2.2.4.3 Caja de conexiones………………………………………………. 12 2.2.4.4 Tapas……………………………………………………………... 12 2.2.4.5 Cojinetes…………………………………………………………. 12 2.2.5 Principio de funcionamiento…………………………………….. 12 2.2.6 Monitoreo………………………………………………………… 15 2.2.7 ¿Cómo hacerlo?.............................................................................. 16 2.2.8 Los parámetros eléctricos………………………………………... 16 2.2.8.1 Potencia…………………………………………………………... 16 2.2.8.2 Potencia útil o activa……………………………………………... 16 2.2.8.3 Potencia aparente………………….……………………………... 17 2.2.8.4 Potencia reactiva…………………………………………………. 18 2.2.8.5 Voltaje……………………………………………………………. 18 2.3.8.6 Corriente…………………………………………………………. 19 2.2.8.7 Corriente nominal………………………………………………... 19 2.2.8.8 Corriente de arranque…………………………………………….. 20 2.2.8.9 Factor de potencia………………………………………………... 20 2.2.8.10 Número de fases………………………………………………….. 20 2.2.8.11 Frecuencia………………………………………………………... 21 viii 2.2.8.12 Esquema de conexión de motor………………………………….. 21 2.2.8.13 Arranque de un motor trifásico en estrella – triángulo…………. 22 2.2.8.14 Conexión estrella………………………………………………… 23 2.2.8.15 Conexión triangulo……………………………………………… 24 2.2.9 Parámetros mecánicos…………………………………………… 25 2.2.9.1 Revoluciones por minuto (R.P.M.) o velocidad angular………… 25 2.2.9.2 La velocidad de sincronismo…………………………………….. 26 2.2.9.3 Tipo de servicio…………………………………………………... 26 2.2.9.4 Las clases de servicio de una máquina eléctrica según NEMA…. 26 2.2.9.5 Fallas en los rodamientos del motor……………………………... 27 2.2.9.5.1 Duración del rodamiento…………………………………………. 28 2.2.9.6.2 Tamaño del rodamiento………………………………………….. 28 2.2.9.6.3 Auscultación de los rodamientos………………………………… 28 2.2.10 Descripción de partes y piezas de una bomba centrifuga para 28 agua potable……………………………………………………… 2.2.10.1 Carcasa…………………………………………………………… 29 2.2.10.2 Rodete o impulsor………………………………………………... 29 2.2.10.3 Sello mecánico…………………………………………………… 29 2.2.10.4 Eje impulsor……………………………………………………… 30 2.2.11 Definiciones técnicas……………………………………………. 30 2.2.11.1 Presión……………………………………………………………. 30 2.2.11.2 Caudal……………………………………………………………. 30 2.2.11.3 Pérdidas de carga………………………………………………… 30 2.2.11.4 Potencia absorbida………………………………………………. 30 2.2.11.5 Succión de una bomba…………………………………………… 30 2.2.11.6 Cebado…………………………………………………………… 31 2.2.11.7 Tuberías succión y descarga……………………………………... 31 2.2.11.8 Arranque de un motor eléctrico………………………………….. 31 2.2.11.9 Punto de trabajo………………………………………………….. 31 2.2.11.10 Hidroneumático…………………………………………………... 31 ix 2.2.12 La eficiencia……………………………………………………… 32 2.2.12.1 ¿Cómo puede ser mejorada la eficiencia?....................................... 32 2.3 Definición de términos básicos…………………………………... 33 2.4 Sistema de hipótesis……………………………………………... 35 2.5 Variables de la investigación…………………………………….. 35 2.5.1 Variable independiente…………………………………………... 35 2.5.2 Variable dependiente…………………………………………….. 35 2.6 Operacionalización de variables…………………………………. 36 CAPÍTULO III………………………………………………………………. 38 3 MARCO METODOLÓGICO…………………………………. 38 3.1. Método…………………………………………………………… 38 3.1.1 Tipo de investigación…………………………………………….. 38 3.1.2 Diseño de investigación………………………………………….. 38 3.2 Población y muestra……………………………………………… 38 3.2.1 Población…………………………………………………………. 39 3.2.2 Muestra…………………………………………………………... 39 3.3 Técnicas e instrumentos de recolección de datos………………… 29 3.4 Resultados………………………………………………………... 40 3.5 Técnicas de procesamiento de datos……………………………... 40 CAPÍTULO IV………………………………………………………………. 41 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE RESULTADOS…………………. 41 4.1. Entrevista dirigida al personal de mantenimiento del H.G.D.R…. 41 4.2 Adquisición de datos de las bombas centrifugas de presión constante y del caldero…………………………………………… 51 Comprobación de la hipótesis planteada…………………………. 59 CAPÍTULO V……………………………………………………………….. 60 CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES……………………………. 60 5.1. 60 4.3 Conclusiones……………………………………………………... x 5.2. Recomendaciones………………………………………………... 61 CAPÍTULO VI…………………………………………………………….. 62 PROPUESTA ALTERNATIVA…………………………………………... 62 BIBLIOGRAFÍA……………………………………………………………... 93 WEBGRAFÍA………………………………………………………………... 95 ANEXOS…………………………………………………………………....... 96 xi ÍNDICE DE TABLAS TABLA Nº 1 Población……………………………………………………………………. Pág. 39 ¿La planificación de mantenimiento garantizara la presencia de personal de Nº 2 mantenimiento preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible?.............................................................................................................. Nº 3 ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia afectara a la actividad del área de mantenimiento?.......................................... Nº 4 41 42 ¿La planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado, incluso en el caso de un aumento del mantenimiento correctivo?................................................................................. Nº 5 instrumentación sencilla?.............................................................................. Nº 6 43 ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o de 44 ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios?......................................................................................................... 45 Nº 7 ¿Emplea actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos?....... 46 Nº 8 ¿El área cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado?................................................................................................................ 47 Nº 9 ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado?............................................. 48 Nº10 ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía?................................. Nº 11 49 ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos?.............................................................................................................. 50 Nº12 Datos y características de la bomba centrifuga 01……………………………. 51 Nº 13 Datos y características de la bomba centrifuga 02…………………………… 52 xii ÍNDICE DE GRÁFICOS GRÁFICOS Pág. Nº 1 Motores de inducción………………………………………………………. 9 Nº 2 Tipos de estator…………………………………………………………….. 10 Nº 3 Rotor de anillos rozantes…………………………………………………….. 11 Nº 4 Rotor jaula de ardilla………………………………………………………… 11 Nº 5 Principio de funcionamiento de un motor de inducción…………………….. 13 Nº 6 Campo magnético de un imán……………………………………………….. 14 Nº 7 Monitoreo……………………………………………….............................. 15 Nº 8 Triangulo de potencias………………………………………………………. 20 Nº 9 Tipo de conexión de un motor trifásico……………………………………. 22 Nº 10 Arranque estrella triangulo de motor trifásico…………………………….… 23 Nº 11 Conexión estrella de un motor trifásico……………………………………… 23 Nº 12 Conexión triangulo o delta de un motor trifásico…………………………… 24 Nº 13 Fallas en los rodamientos del motor……………………………………….. 27 Nº 14 Partes de una bomba centrifuga …………………………………………… 29 Nº 15 ¿La planificación de mantenimiento garantizara la presencia de personal de mantenimiento preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible?............................................................................................................ Nº 16 afectara a la actividad del área de mantenimiento?...................................... Nº 17 41 ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia 42 ¿La planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado, incluso en el caso de un aumento del mantenimiento correctivo?................................................................. Nº 18 de instrumentación sencilla?....................................................................... Nº 19 44 ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios?..................................................................................................... Nº 20 43 ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o ¿Emplea actividades para el monitoreo de los 45 parámetros eléctricos?....................................................................................................... 46 xiii Nº 21 ¿El área cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado?.............................................................................................................. 47 Nº 22 ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado?.............................................. 48 Nº 23 ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía?.................................. Nº 24 49 ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos?........................................................................................................... 50 Nº 25 Mediciones de Tensión del motor 1 abril a julio 2014-2015………………… 53 Nº 26 Mediciones de intensidad del motor 1 abril a julio 2014-2015……………… Nº 27 Cálculos de eficiencia del motor 1 abril a julio 2014-2015………………….. 55 Nº 28 Mediciones de Tensión del motor 2 abril a julio 2014-2015………………… 56 N° 29 Mediciones de intensidad del motor 2 abril a julio 2014-2015……………… N° 30 Cálculos de eficiencia del motor 2 abril a julio 2014-2015………………….. 58 54 57 xiv ÍNDICE DE ECUACIONES Ecuación Pág. Nº 1 Potencia útil (P)…………………………………………………………... 17 Nº 2 Potencia aparente (S)………………………………………....................... 17 Nº 3 Potencia reactiva (Q)……………………………………........................... 18 ÍNDICE DE ANEXOS Nº 1 Encuesta dirigida al personal de mantenimiento……………………........ Xx Nº 2 Archivos fotográficos…………………….................................................. xxi xv LISTA DE ABREVIATURAS H.G.D.R ABB Hospital General Docente de Riobamba Asea Brown Boveri V Tensión F Frecuencia KW Kilovatios Temp. Temperatura Amb. Ambiente HP Caballos de fuerza ISO Organización Internacional de Normalización Khz Kilohertzios RPM Revoluciones por minuto Kvar Kilovars CA Corriente alterna S Deslizamiento Pa Potencia absorbida Pz Potencia aparente Ns Velocidad de sincronismo SCIM Motor de inducción de jaula de ardilla VM Voltímetro PFM Medidor del factor de potencia Pu Potencia suministrada al fluido Pnom Potencia de la bomba xvi UNIVERSIDAD NACIONAL DE CHIMBORAZO FACULTAD DE CIENCIAS DE LA EDUCACIÓN HUMANAS Y TECNOLOGÍAS CARRERA DE ELECTRICIDAD Y ELECTRÓNICA TITULO MONITOREO DE PARÁMETROS ELÉCTRICOS Y MECÁNICOS DE LOS MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN DE LAS BOMBAS DE PRESIÓN DEL ÁREA DE MANTENIMIENTO, PARA DETERMINAR SU RENDIMIENTO EN EL SUMINISTRO DE AGUA PARA “EL HOSPITAL GENERAL DOCENTE DE RIOBAMBA” DESDE ABRIL HASTA JULIO 2014-2015. RESUMEN Los motores de inducción trifásicos son los principales consumidores de energía eléctrica en el mundo. El presente trabajo de investigación se trató del monitoreo de parámetros eléctricos y mecánicos de los motores trifásico de inducción de las bombas de presión del área del mantenimiento, para determinar su rendimiento en el suministro de agua para el Hospital General Docente de Riobamba, en la literatura técnica y en las normas existen diferentes métodos como el sistema de monitoreo que consiste en adquirir los datos exactos de las maquinas en funcionamiento con un mínimo de instrumentos, para un exitoso diagnóstico. Como parte esencial de este estudio está la determinación de su ineficiencia mediante la realización de cálculos, tabulación y elaboración de los correspondientes gráficos durante el periodo abril-julio del 2014. Mediante los parámetros medidos comprobamos un bajo beneficio a la institución en lo que se refiere al porcentaje de eficiencia, para lo cual se involucró todas las zonas fallas como circuito de potencia y aislación, en vista de esto hemos realizado un manual de mantenimiento preventivo que dará logros positivos para el personal encargado del área designando de acuerdo al perfil especifico, en función de la tarea a realizar. xvii xviii INTRODUCCIÓN Es fundamental, poder desarrollar métodos que permitan conocer el consumo de energía de cada motor instalado y el de algún otro que se proponga como alternativa más eficiente. Para esto existen diferentes métodos; algunos son más exactos pero implican la utilización de un equipamiento informático más caro y la realización de ensayos relativamente de larga duración. Para llevar a cabo una mejor compresión del trabajo de investigación se efectuó una adquisición real de datos en los motores trifásicos en funcionamiento, llevando a cabo para la mejora en el rendimiento de las máquinas. Cuando el objetivo del análisis es justificar desde el punto de vista económico una nueva inversión, debe determinarse la potencia consumida por el motor y la entregada al mecanismo accionado, o sea la eficiencia. El nivel de exactitud requerido no es grande y pueden emplearse métodos más sencillos, aunque más aproximados. En el presente trabajo se exponen primeramente los métodos más importantes que se utilizan en la actualidad y se propone uno, desarrollado por los autores, que sólo necesita de las lecturas de tensión y corriente con un instrumento medida. El presente trabajo investigativo consta de los siguientes capítulos que continuación se detalla para un mejor análisis. CAPÍTULO I, se refiere al Marco Referencial el planteamiento del problema, la formulación del problema, los objetivos y la justificación e importancia. CAPÍTULO II, el Marco Teórico, conformado por los antecedentes de la investigación, la fundamentación teórica, definiciones de términos, sistema de hipótesis, variables de la investigación y la respectiva operacionalización de variables. 1 CAPÍTULO III, compuesto por el Marco Metodológico, método, tipo de investigación descriptiva, diseño de investigación de campo, bibliográfica, tipo de estudio cuantitativo, la población y muestra, técnicas e instrumentos para la recolección de datos, resultados y técnicas de procedimiento para el análisis. CAPÍTULO IV, consta el Análisis e Interpretación de resultados, encuesta dirigida al personal de mantenimiento del Hospital General Docente De Riobamba, la adquisición de datos y medición de tensión de los motores que suministran agua y la comprobación de hipótesis. CAPÍTULO V, consta las Conclusiones y Recomendaciones, que se obtiene de la investigación, también están las referencias bibliográficas, web grafía y anexos. Por último el CAPÍTULO VI se ha incluido una Propuesta Alternativa donde están las actividades del mantenimiento preventivo en un manual a ejecutarse en los motores para mejorar la calidad 2 CAPÍTULO I 1. MARCO REFERENCIAL 1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA En la actualidad se puede determinar un bajo rendimiento de electrobombas, se observa que existe falta de agua por algunos minutos en todo la casa de salud, esto significa que se no se da prioridad a dar un mantenimiento o a renovar las máquinas. El problema que encontramos en el Hospital General Docente de la ciudad de Riobamba, es que los motores trifásicos de inducción de las bombas de presión constante tienen bajo rendimiento, en lo que corresponde en el suministro diario suficiente y normal de agua porque no tiene caudal constante incitando que el personal apague la bomba por unos minutos cada que la potencia de salida del motor haga que disminuya el caudal, para que así entonces la maquina reinicia con una mejor eficacia. Esto ocasiona el desabastecimiento general del líquido vital en especial las áreas de: Fisioterapia, Lavandería, y Cocina. En el área de Fisioterapia por ejemplo, provoca que los pacientes que se encuentran en rehabilitación no puedan cumplir a cabalidad la terapia que están realizando, esto causa que el usuario pierda tiempo y dinero. En lo que corresponde al área de lavandería, el ineficiente abastecimiento de agua retrasa lavar la ropa cuya función la debería realizar normalmente para no causar contagio de enfermedades. Así mismo en la elaboración de alimentos cuando no tienen suficiente agua no podrán realizar a tiempo la preparación de los alimentos ocasionando retraso de la comida de los pacientes. En vista del problema presentado de las bombas en el área de mantenimiento vamos a hacer un seguimiento y monitoreo para corregir los defectos, existen diferentes métodos invasivos y 3 no invasivos para la detección de fallos utilizando técnicas de análisis de datos de origen eléctrico, mecánico, entre los cuales se pueden resaltar los siguientes parámetros eléctricos: Potencia (W), Voltaje (V), Tipo de conexión, Estrella Y o Triangulo Δ, Corriente (A), Frecuencia (Hz), Factor de potencia (cosφ) 0,81 y mecánicos como: : Deslizamiento, Velocidad nominal (RPM) y Velocidad de sincronismo, Factor de servicio (SF) 1,15 y fallas en los rodamientos). Es importante aplicarlo en los motores del banco de presión constante del área de mantenimiento del “Hospital General Docente de la ciudad de Riobamba”, por cuanto este trabajo investigativo va a contribuir a obtener y poner en ejecución estrategias de rendimiento mecánico, para mejorar y fortalecer el desempeño y vida útil de las máquinas y este a su vez va a permitir valorar el verdadero prestigio que se ha asimilado en la Escuela de Educación Técnica de la Universidad Nacional de Chimborazo. 1.2 FORMULACIÓN DEL PROBLEMA ¿EL MONITOREO DE LOS MOTORES TRIFÁSICOS DE INDUCCIÓN DE LAS BOMBAS DE PRESIÓN DETERMINARÁ EL ABASTECIMIENTO NORMAL DE AGUA PARA EL HOSPITAL GENERAL DOCENTE DE RIOBAMBA? 1.3 OBJETIVOS 1.3.1 GENERAL. Determinar el rendimiento de las bombas para el suministro de agua en el Hospital General Docente de Riobamba, durante el periodo abril-julio del 2014. 4 1.3.2 ESPECÍFICOS Investigar los fundamentos teóricos científicos acerca de parámetros eléctricos y mecánicos de los motores trifásicos de inducción. Monitorear los parámetros eléctricos y mecánicos de las electrobombas del banco de presión del Hospital General Docente de Riobamba. Proponer un manual de mantenimiento preventivo para las electrobombas. 1.4 JUSTIFICACIÓN E IMPORTANCIA DEL PROBLEMA El Hospital General Docente Riobamba es una institución pública dedicada a brindar servicio hospitalario a la ciudadanía de la ciudad de Riobamba y provincia de Chimborazo. El hospital se encuentra ubicado en las calles Juan Félix Proaño y Chile de la parroquia Veloz en la ciudad de Riobamba, provincia de Chimborazo. Fue fundado en febrero de 1971, siendo el primer hospital de la ciudad de Riobamba en prestar servicio asistencial a la ciudadanía. El Hospital General Docente Riobamba dispone de un departamento de mantenimiento encargado de la casa de máquinas en el cual se distribuye agua a todas las instalaciones, para diversos propósitos como: alimentación, esterilización, cocina, lavandería y terapias. El suministro de agua debe ser de buena calidad para cumplir con todos los requerimientos exigidos. El departamento no tiene ningún plan de mantenimiento a seguir, los trabajos que realiza el personal son actividades de mantenimiento correctivo, no existe tareas programadas por esta razón este trabajo se enfoca en la realización de un plan de mantenimiento preventivo 5 planificado con el fin de disminuir las paradas imprevistas y organizar al personal del departamento. Es pertinente realizar este trabajo en vista de múltiples problemas y dificultades que presentan en el abastecimiento de agua, debido a la falta de monitoreo constante ya sea por falta de tiempo o desinterés. Eso quiere decir que se pueden reducir los inventarios de repuestos innecesarios, el pago a personal por tiempo extra, perdida de la producción, etc. El proyecto es factible ya que se cuenta con bibliografía especializada y actualizada, la colaboración de personal de mantenimiento acerca de los motores del banco de presión constante del área de mantenimiento centro de la investigación. Se dará solución mediante la elaboración de una guía que permita estimular a la renovación de motores obsoletos. Es importante la realización de este tema investigativo en vista que el monitoreo de los parámetros eléctricos y mecánicos, abre las puertas del aprendizaje especialmente para determinar la eficiencia de los motores trifásicos de las bombas, oportunidad que debe ser valorada por personal de mantenimiento para desarrollar sus capacidades y fortalezas que ofrece cada uno de ellos. El personal de mantenimiento juega un rol fundamental al hablar de mejorar el eficiente suministro de agua, “el monitoreo” debe ser perenne con dedicación e interés continuo para que las maquinas trabajen de mejor forma. 6 CAPÍTULO II 2 MARCO TEÓRICO 2.1 ANTECEDENTES DE INVESTIGACIONES ANTERIORES CON RESPECTO DEL PROBLEMA QUE SE INVESTIGA. Una vez analizado investigaciones previas, se ha determinado que existen diferentes propuestas de tesis en la biblioteca de la Facultad de Mecánica de la Escuela Superior Politécnica de Chimborazo y también en otras Instituciones de Educación Superior, que tiene relación con el tema de investigación que se está realizando con los siguientes temas: “IMPLEMENTACIÓN DE UN MODELO DIDÁCTICO PARA LA ADQUISICIÓN DE DATOS Y CONTROL DE UN MOTOR TRIFÁSICO MEDIANTE UN CONTROLADOR PROGRAMABLE VÍA RED LAN Y ELABORACIÓN DE UN MANUAL DE USUARIO.” realizado por Bastidas Aupaz Vinicio Javier. En el año (2011) como (Tesis de grado, Universidad Técnica del Norte.) “FUNDAMENTOS DEL CONTROL DE MOTORES ELÉCTRICOS EN LA INDUSTRIA” cuyo autor es el Ing. Enríquez Harper en el año (2004). 2.2 FUNDAMENTACIÓN TEÓRICA 2.2.1. Historia de la máquina de inducción trifásica desde los orígenes Los principios básicos del electromagnetismo se empezaron a desarrollar en el siglo XIX, con los experimentos de Oersted, Faraday, Henry, Lenz, Barlow y la recopilación que hizo Maxwell en 1879. Dentro de los trabajos que realizaron los científicos anteriores, se puede 7 considerar como punto de partida para el estudio de las máquinas eléctricas, el principio de inducción electromagnética descubierto por Michael Faraday en 1831. Los experimentos posteriores de este gran investigador demuestran de un carácter indiscutible el principio de conversión de la energía eléctrica en mecánica y viceversa. La ley de inducción de Faraday fue el detonador para que muchos científicos e ingenieros buscaran una máquina eléctrica que generase electricidad de un modo diferente al que se conocía en aquellos tiempos como era la pila de Volta. La ingeniería eléctrica se puede decir que nace en aquel momento, (Barceló, 2006). Durante la primera época de desarrollo de esta rama de la técnica, las máquinas eléctricas desempeñaron un papel rector, que establecía el movimiento de toda la Ingeniería Eléctrica, a causa de su aplicación en los campos de la generación, transformación y utilización de la energía eléctrica. En estos casi ciento ochenta y cinco años de historia, se han producido grandes transformaciones y la ingeniería eléctrica que originalmente comprendía la conversión de energía: máquinas eléctricas, el a1umbrado, la telegrafía y la telefonía, se ha desarrollado tan espectacularmente, que hoy día ha dado lugar a nuevas áreas, que encierran aspectos tan variados como la electrónica y las telecomunicaciones, los ordenadores, el control automático de máquinas y procesos. Los perfeccionamientos en el diseño de máquinas eléctricas contribuían a nuevas posibilidades de su empleo práctico, estimulaban el progreso posterior a las más diversas aplicaciones de la energía eléctrica, lo que explica el hecho de que los científicos e ingenieros le prestasen especial atención, y de que ésta lograse rápidamente la perfección técnica de sus formas constructivas que poseen actualmente, (Vidal Bort, 2008). 8 2.2.2 Los motores de inducción trifásicos (o motores asíncronos) son los motores más utilizados en la industria. Son simples, resistentes, baratos y fáciles de conservar. Trabajan a velocidad esencialmente constante desde cero hasta plena carga. La velocidad depende de la frecuencia, por lo que estos motores no se adaptan con facilidad al control de velocidad. Sin embargo cada vez se utilizan más los controladores electrónicos de frecuencia variable para controlar la velocidad de motores de inducción comerciales, (Barceló, 2006). Gráfico Nº 1: Motor de inducción Fuente: Determinación del Rendimiento de Motores asíncronos Elaborado: J. M. Fernández-Campa Barceló Es un motor de potencia grande, media o pequeña que no necesita de un circuito secundario de arranque, es más simple que un motor monofásico de inducción de la misma potencia. El motor de inducción recibe este nombre porque al igual que el trasformador opera bajo el principio de inducción electromagnética. Debido a que este tipo de motor no llega a trabajar nunca a la velocidad síncrona, por el número de fases se clasifican en: Trifásicos Bifásicos Monofásicos 9 Por lo general se fabrican de varios polos, de acuerdo a la frecuencia y la velocidad de operación, (Enríquez Harper, 2010). 2.2.3 Componentes principales del motor de inducción: Un motor de inducción está constituido básicamente por: 2.2.3.1 Estator: Es la parte fija de la máquina, constituido por una corona de chapas magnéticas aisladas entre sí por medio de barniz, ranuradas adentro y sujetas a una carcasa fabricada por lo general con fundición de hierro o aluminio. En las ranuras del estator se dispone un devanado, constituido por un número de fases igual al de la red eléctrica que alimenta el motor. Gráfico Nº 2: Tipos de Estator Fuente: Curso de Transformadores y Motores de Inducción Elaborado: Enríquez Harper, Gilberto 2.2.3.2 Rotor: Es la parte móvil de la máquina, constituido por una corona de chapas magnéticas apiladas directamente sobre el eje de la máquina. La corona rotórica muestra una serie de ranuras interiores en las que se encuentra dispuesto el devanado rotórico. El rotor de los motores de inducción puede ser de dos tipos: 2.2.3.2.1 Rotor de anillos rozantes: Estos rotores se componen de un devanado trifásico de cobre dispuesto en las ranuras de rotor, que va conectado a tres anillos metálicos por uno de sus extremos, en tanto que, por el otro lado se conectan en estrella. De este modo se puede controlar desde el exterior la resistencia total del circuito rotórico, proporcionando un control 10 de la velocidad y corriente de arranque con un elevado par de arranque y un mejor factor de potencia que con el rotor en jaula de ardilla. Gráfico Nº 3: Rotor de anillos rozantes Fuente: Maquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia Elaborado: Wilde, Theodore 2.2.3.2.2 Rotor de jaula de ardilla: Se compone de barras de cobre desnudo, un poco más largas que el rotor, las cuales están insertadas en las ranuras por uno de sus extremos. Los extremos opuestos se sueldan dos anillos de cobre para que todas las barras y anillos estén en cortocircuito entre sí. Toda la construcción (barras y anillos extremos) se asimila a una jaula de ardilla, de donde se deriva el nombre. En motores pequeños y medianos, las barras y los anillos extremos son de aluminio moldeado a presión y forman un bloque integral, (Wilde, 2007). Gráfico Nº 4: Rotor Jaula de ardilla Fuente: Maquinas Eléctricas y Sistemas de Potencia Elaborado: Wilde, Theodore 11 2.2.4 Partes de un motor trifásico 2.2.4.1 Carcasa: La carcasa es la parte que protege y cubre al estator y al rotor, el material empleado para su fabricación depende del tipo de motor, de su diseño y aplicación 2.2.4.2 Base: La base es el elemento donde soporta toda la fuerza mecánica de operación del motor 2.2.4.3 Caja de conexiones: La caja de conexiones es un componente que protege a los conductores que alimentan al motor, resguardándolos de la operación mecánica del mismo, y contra cualquier elemento que pudiera dañarlos. Por lo que casi todos los motores tienen una caja de conexiones. 2.2.4.4 Tapas: Son los elementos que van a sostener en la gran mayoría de los casos a los cojinetes o rodamientos que soportan la acción del rotor. 2.2.4.5 Cojinetes: También conocidos como rodamientos, contribuyen a la extremada operación de las partes giratorias del motor. Se utilizan para sostener y fijar ejes mecánicos, y para reducir la fricción, lo que contribuye a lograr que se consuma menos potencia. 2.2.5 Principio de funcionamiento: Según la ley de Faraday, un campo magnético que varía con el tiempo produce una fuerza electromotriz. La fuerza electromotriz no es otra cosa que un voltaje procedente de conductores que se mueven en un campo magnético, o de un conductor entre un campo magnético variable. Esta ley es la que opera el funcionamiento de un motor de inducción. En el estator del motor de inducción, se aplica una corriente trifásica senoidal, la cual produce un campo magnético giratorio de velocidad de rotación que viene dada por; (Barceló, 2006). Nsinc = 120.fe/p 12 Donde: Nsinc: Velocidad de rotación del campo magnético Fe: Frecuencia del sistema en Hz P: Numero de polos de la máquina El campo magnético giratorio del estator inducirá una corriente en el rotor que se encuentra en corto circuito a través de anillos en el caso del rotor jaula de ardilla o en una conexión especial en el caso del rotor devanado. El campo magnético inducido en el rotor interactuará con el campo magnético del estator produciendo un par de giro en dirección del campo magnético del estator, debido al principio de acción y reacción. La principal característica de los motores de inducción, es que la velocidad angular del rotor siempre será menor a la velocidad del campo magnético del estator, debido a que si estas velocidades son iguales, ya no existiría inducción en el rotor y con ello tampoco el par de giro. La velocidad del campo magnético del rotor será igual a la velocidad del campo magnético del estator, debido a que la velocidad del campo magnético del rotor visto desde el estator es igual a la suma de la velocidad mecánica del rotor y la velocidad angular del campo del rotor visto desde el rotor.A la diferencia de velocidad que existe entre el campo magnético del estator y la velocidad mecánica del rotor se le llama deslizamiento. Gráfico Nº 5: Principio de funcionamiento de un motor de inducción Fuente: Electrónica de potencia Elaborado: Jorge Romero 13 El principio de funcionamiento de los motores asíncronos se basa en la producción de un campo magnético giratorio. Si consideramos que el imán (fig. N° 6) con sus polos N-S puede girar sobre su eje X-Y, y que un disco de cobre o aluminio que se allá sometido al campo magnético del imán, también puede girar sobre el mismo eje, entonces tenemos que si giramos el imán su campo magnético gira igualmente, barriendo el disco próximo a él, con lo cual el campo que ahora es variable, es la causa que según los principios de la inducción magnética aparezcan en el disco corrientes inducidas estas corrientes reaccionan dando lugar a una fuerza magnetomotriz con un par motor suficiente como para vencer el par resistente del eje y originar la rotación del disco. Gráfico Nº 6: Campo magnético de un imán Fuente: Libro Instalaciones Eléctricas de alumbrado e Industriales Elaborado: Fernando Martínez Rodríguez Como la velocidad del disco es inferior a la del campo magnético, este tipo de motor se denomina asíncrono, o sea, que la velocidad del rotor o parte que gira no es igual a la velocidad de giro magnético; en otras palabras, que ambas velocidades no están síncronas, (Martinez Dominguez, 2012). 14 Si el disco girase a la misma velocidad que el imán, no cortaría líneas de campo magnético, y por tanto no se originarían en el corrientes inducidas, y como consecuencia tampoco se originaria un par de giro. 2.2.6 Monitoreo: Es el seguimiento de logros o procedimiento que vigila, mide y reporta en forma objetiva los benéficos que aparecen a lo largo de los años de vida de un proyecto. Debe ser detallado y frecuente (mensual, trimestral, o anual) y conduce a la aplicación de ajustes en el desarrollo del proyecto, (Hernandes Becerra, 2007). Gráfico Nº 7: Monitoreo Fuente: www.skf.com Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula Al establecer un nuevo estudio si se trata de motores de inducción trifásicos los aspectos a considerar son: su eficiencia y arranque, y la estabilidad de funcionamiento. Cada situación es diferente y cada equipo requiere consideración individual, pero los objetivos principales y planes básicos son similares. Los motores que tienen una historia de pobre desempeño deben ser monitoreados con mayor frecuencia. Establecer el rendimiento imperioso de motores requiere conocimiento y experiencia, así como el uso de todos los recursos disponibles. Mientras más recursos estén a disposición del técnico, será más factible predecir la duración de las máquinas. 15 Para el éxito de un programa de mantención correctivo, es vital que se defina la importancia de los motores, que se establezca un horario rutinario, que se cumpla esa rutina y los ajustes requeridos se ejecuten oportunamente. 2.2.7 ¿Cómo hacerlo? Para un exitoso diagnóstico de la condición del motor, se deben realizar dinámicas (On-line, con motor funcionando). De este modo, se pueden probar y analizar los numerosos componentes del mismo, como el sistema de monitoreo, que consiste en adquirir los datos exactos. En este caso, podemos determinar efectivamente la condición y cuando se proyecta apropiadamente su tendencia, puede ayudar a predecir el probable futuro del motor. 2.2.8 Los parámetros eléctricos: Permiten bosquejar y especificar los dispositivos de maniobra y protección para el motor dependiendo del tipo de arranque y de la carga a accionar, (Rosas, 2008). 2.2.8.1 Potencia: Es la rapidez con la que se realiza un trabajo; en física la Potencia = Trabajo/tiempo, la unidad del Sistema Internacional para la potencia es el joule por segundo, y se denomina watt (W). Sin embargo estas unidades tienen el inconveniente de ser demasiado pequeñas para propósitos industriales. Por lo tanto, se usan el kilowatt (kW) y el caballo de fuerza (HP) que se definen como: 1 kW = 1000 W 1 HP = 747 W = 0.746 kW 1 kW = 1.34 HP 2.2.8.2 Potencia útil o activa (P) La potencia activa representa en realidad la potencia útil medida en wattios (W), es decir, la energía que realmente se aprovecha cuando se pone a funcionar un equipo eléctrico y realiza 16 un trabajo. Por ejemplo, la energía que entrega el eje de un motor cuando pone en movimiento un mecanismo o maquinaria, el calor que suministra la resistencia de un calentador eléctrico, la luz que proporciona una lámpara, etc. En cualquier caso, la potencia útil proviene de la potencia suministrada por los elementos motores de la máquina o mecanismo, y se define un rendimiento de la forma: Ecuación N° 1: Potencia útil (P) Donde: P: Potencia U: Tensión´ I: Intensidad Cos Φ: Coseno fi 2.2.8.4 Potencia aparente (S): La potencia aparente o potencia total es la suma, según el teorema de Pitágoras, de la potencia activa y la aparente. Estas dos potencias representan la potencia total que se toma de la red de distribución eléctrica, que es igual a toda la potencia que entregan los generadores en las plantas eléctricas. Estas potencias se transmiten a través de las líneas o cables de distribución para hacerla llegar hasta los consumidores, es decir, hasta los hogares, fábricas, industrias, etc. Su unidad de medida es él VA (voltio amperio). Ecuación N° 2 Potencia aparente (S) Donde: Pz: Potencia aparente 17 U: Tensión´ I: Intensidad 2.2.8.3 Potencia reactiva (Q): La potencia reactiva es la consumida por los motores, transformadores y todos los dispositivos o aparatos eléctricos que poseen algún tipo de bobina para crear un campo electromagnético. Esas bobinas, que constituyen parte del circuito eléctrico, constituyen cargas para el sistema eléctrico que consumen tanto potencia activa como potencia reactiva y la eficiencia de su trabajo depende el factor de potencia. Mientras más bajo sea el factor de potencia mayor será la potencia reactiva consumida. Además, esta potencia reactiva no produce ningún trabajo útil y perjudica la transmisión de la energía a través de las líneas de distribución eléctrica, por lo que su consumo está penalizado por la compañía suministradora en la tarifa eléctrica. La unidad de medida de la potencia reactiva es el VAr y su múltiplo es el kVAr (kilovoltio amperio reactivo). Ecuación N° 3 Potencia reactiva (Q) Donde: Px: Potencia reactiva √: Raíz de S: Valor de la potencia aparente o total (VA) P: Valor de la potencia activa (W) 2.2.8.5 Voltaje: También llamada tensión eléctrica o diferencia de potencial existente entre dos puntos, es el trabajo necesario para desplazar una carga positiva de un punto a otro: E = [VA −VB] 18 Donde: E = Voltaje o Tensión VA = Potencial del punto A VB = Potencial del punto B La diferencia de tensión es importante en la operación de un motor, ya que de esto dependerá la obtención de un mejor aprovechamiento de la operación. Los voltajes más empleados comúnmente son: 127 V, 220 V para instalaciones domiciliarias y 380 V, 440 V, 2300V y 6000 V para instalaciones industriales. 2.2.8.6 Corriente: La corriente eléctrica (I), es la rapidez del flujo de carga (Q) que pasa por un punto dado (P) en un conductor eléctrico en un tiempo (t) determinado. I=Q/t Donde: I = Intensidad Q = Flujo de carga que pasa por el punto P T = Tiempo La unidad de corriente eléctrica es el ampere. Un ampere (A) representa un flujo de carga con la rapidez de un coulomb por segundo, al pasar por cualquier punto. Los motores eléctricos operan con distintos tipos de corriente, que fundamentalmente son: corriente nominal y corriente de arranque. 2.2.8.7 Corriente nominal: En un motor, el valor de la corriente nominal es la cantidad de corriente que consumirá el motor en condiciones normales de operación. 19 2.2.8.8 Corriente de arranque: Todos los motores eléctricos para operar consumen un excedente de corriente mayor que su corriente nominal, que es aproximadamente de 1.5 a 7 veces superior. 2.2.8.9 Factor de potencia: El factor de potencia (cos Φ) se define como la razón que existe entre Potencia real o activa (P) y Potencia Aparente (S), siendo la potencia aparente el producto de los valores eficaces de la tensión y de la corriente: Gráfico Nº 8: Triangulo de potencias Fuente: Manual de fórmulas técnicas Elaborado: Kurt Gieck cosΦ = P / S Donde: P = Potencia real S = Potencia aparente El factor de potencia nunca puede ser mayor que la unidad, regularmente oscila entre 0.8 y 0.85. En la práctica el factor de potencia se expresa generalmente en tanto por ciento, siendo el 100% el factor máximo de potencia posible. Un factor de potencia bajo es una característica mala de cualquier carga. 2.2.8.10 Número de fases: Depende directamente del motor y del lugar de instalación, por ejemplo: Para motores con potencia menor o igual a 1 HP (a nivel doméstico), generalmente, se alimentan a corriente monofásica (127 V); cuando la potencia del motor oscila entre 1 y 5 20 HP lo más recomendable es conectarlo a corriente bifásica o trifásica (220 V); y para motores que demanden una potencia de 5 HP o más, se utilizan sistemas trifásicos o polifásicos. 2.2.8.11 Frecuencia: Es el número de ciclos o repeticiones del mismo movimiento durante un segundo, su unidad es el segundo-1 que corresponde a un: Hertz (Hz) también se llama ciclo seg−1 = Hertz = Ciclo La frecuencia y el periodo están relacionados inversamente: T= 1 / f F=1/T Donde: T = Tiempo o periodo F = Frecuencia 2.2.8.12 Esquema de conexión de motor El estator es la parte en reposo del motor. En él están las ranuras que va el bobinado, esquema representado en el gráfico N° 9, los principios U - V - W y los terminales X - Y - Z de las fases van a una caja de conexiones o bornes, que podrán estar conectados en estrella o triángulo. Un motor de inducción para una red de distribución de 220V presenta seis terminales, dos para cada enrollamiento de trabajo, donde la tensión de alimentación de éstas bobinas es de 220 V. Para un sistema de alimentación de 220/127V-60Hz este motor debe ser conectado en triangulo o delta y para un sistema de 380/220V-60Hz el motor debe ser conectado en estrella conforme se muestra en la figura siguiente. 21 Gráfico Nº 9: Tipos de conexiones de un motor trifásico Fuente: Manual del montador electricista Elaborado: Baiges Artís 2.2.8.13 Arranque del motor trifásico en estrella - triángulo Los motores trifásicos absorben en el momento de arranque más intensidad de la nominal. Este aumento de intensidad en el arranque provoca una sobrecarga en la línea que a su vez origina una caída de tensión pudiendo ser perjudicial para otros receptores. En los motores de jaula de ardilla, la intensidad de arranque supera de 3 a 7 veces la nominal. Para impedir este aumento de intensidad se utiliza el arranque estrella - triángulo, que consiste en conectar el motor en estrella a la tensión correspondiente a triángulo transcurrido unos segundos, cuando el motor casi ha alcanzado su velocidad nominal se pasa a triángulo. Para que se pueda efectuar el arranque estrella - triángulo, la tensión de la línea debe ser igual a la correspondiente a la tensión en triangulo del motor, o sea la menor de la indicada en la placa de características del motor, (Baiges Artís, 2012). El conmutador estrella - triángulo es el aparato utilizado para este tipo de arranque, que permite el arranque del motor en estrella y luego en triángulo. Estos conmutadores pueden ser: Manuales: de cuchillas y rotativos. Automáticos: por medio de contactores. 22 Gráfico Nº 10: Arranque estrella triangulo de motor trifásico Fuente: yoniandandrea.blogspot.com Elaborado: Jonathan Robaina 2.2.8.14 Conexión estrella: La conexión estrella “Y” lleva tres fuentes de voltaje a un punto común. En algunos casos, se conecta un cuarto cable de neutro al mismo punto para aliviar problemas si una de las fuentes de voltaje falla y queda desconectada. Gráfico Nº 11: Conexión estrella de un motor trifásico Fuente: Manual del montador electricista Elaborado: Baiges Artís En la conexión en estrella: la tensión de línea es igual a la raíz de tres (1.73) por tensión de fase. Tl= √3 * Tf Cada una de las tensiones de línea, se encuentra adelantada 30º respecto a la tensión de fase que tiene el mismo principio. Esto se aprecia claramente si se representa vectorialmente el diagrama de tensiones de fase y de línea en una estrella. 23 También si se fija en la estrella, se puede observar que los devanados de las fases están en serie con los conductores de línea, por lo tanto las intensidades de fase y de línea serán iguales. 2.2.8.15 Conexión triangulo Este tipo de conexión se realiza uniendo el final de una bobina con el principio de la siguiente hasta cerrar la conexión formando un triángulo. Es una conexión sin neutro. Las fases salen de los vértices del triángulo. También se denomina conexión delta (Δ). Es fácil observar que en este tipo de conexión las tensiones de fase y de línea son iguales, porque los conductores de línea salen de los vértices del triángulo y la tensión entre ellos es producida por la bobina correspondiente. Esto se observa en la siguiente imagen N° 13: Gráfico Nº 12: Conexión triangulo o delta de un motor trifásico Fuente: Manual del montador electricista Elaborado: Baiges Artís Por lo que, en la conexión en triángulo la tensión de línea será igual que la tensión de fase. Si las tensiones forman un sistema equilibrado, las intensidades de línea son entonces con respecto a las de fase. Intensidad de línea es igual a raíz de tres (1.73) por intensidad de fase, Il = √3 * If 24 Cada intensidad de línea se encuentra retrasada 30º respecto de la intensidad de fase, como pudimos observar si se representa vectorialmente las intensidades en una conexión de fuentes en triángulo. 2.2.9 Parámetros mecánicos: Los parámetros de operación de un motor designan sus características es importante determinarlas, ya que con ellas conoceremos los parámetros determinantes para la operación del motor, (Solares Sariego, 2009). El medio ambiente y los requerimientos mecánicos permiten definir los parámetros mecánicos del motor, entre los cuales tenemos: 2.2.9.2 Revoluciones por minuto (R.P.M.) o velocidad angular: Se define como la cantidad de vueltas completas que da el rotor en el lapso de un minuto; el símbolo de la velocidad angular es omega (W), no obstante en la industria se utilizan también para referirse la letra “N” o simplemente las siglas R.P.M. W = N = 2ΠF F=1/t Donde: W=N = Revoluciones por minuto o velocidad angular Π = Constante (3.14) F = Frecuencia T = Tiempo Las unidades de la velocidad son los radianes por segundo (rad/s), sin embargo la velocidad también se mide en metros por segundo (m/s) y en revoluciones por minuto (R.P.M.). Para calcular las (R.P.M) de un motor se utiliza la ecuación: Donde: 25 R.P.M. = Revoluciones por minuto o velocidad angular. 2.2.9.3 La velocidad de sincronismo: En una máquina eléctrica de corriente alterna es la velocidad a la que gira el campo magnético rotante. La velocidad de sincronismo en una máquina de corriente alterna depende de la polaridad y de la frecuencia de la red de suministro eléctrico. Donde: F: es la frecuencia del sistema, en Hz. P: es el número de pares de polos en la máquina. Estando así la velocidad dada en revoluciones por minuto (rpm). La velocidad de sincronismo en un motor asíncrono es levemente superior a la velocidad del rotor, de esta forma se genera una tensión inducida en el devanado rotórico. 2.2.9.4 Tipo de servicio Por servicio en cualquier máquina se entiende la carga a la cual la máquina es sometida, incluyendo los períodos de arranque, frenado eléctrico, funcionamiento en vacío, reposo, además de su duración y la frecuencia en el tiempo. Existen varios tipos de servicio definidos por la normativa (continuo, de duración limitada, discontinuo, etc.) simplemente se subraya que toda electrobomba es operada por un motor a inducción, monofásico o trifásico según el modelo, tipo cerrado y autoventilado, apto para el servicio continuo, o sea en condiciones de suministrar sin interrupciones los funcionamientos importantes en la placa, (Valentín Labarta, 2003) 2.2.9.5 Las clases de servicio de una máquina eléctrica según NEMA son: S1: Servicio Continúo.- Trabaja a carga constante y temperatura de régimen permanente. 26 S2: Servicio Temporal.- Trabaja en un tiempo breve, no se llega a alcanzar una temperatura estable. S3, S4 y S5: Servicio Intermitente.- Serie continúa de ciclos iguales de carga constante, seguidos de períodos de reposo, sin alcanzar una temperatura constante. S6, S7 y S8: Servicios Ininterrumpidos.- Similar al anterior pero sin períodos de reposo. 2.2.9.6 Fallas en los rodamientos del motor: Normalmente los motores están provistos con rodamientos de una sola hilera de bolas de ranura profunda. La designación completa de los rodamientos se indica en la placa de características de la mayoría de motores. Si el rodamiento del lado acople del motor se sustituye por un rodamiento de rodillos, se podrán soportar fuerzas radiales superiores. Los rodamientos de rodillos son especialmente adecuados para accionamientos por correas. Cuando hay grandes fuerzas axiales, deberían usarse rodamientos de bolas de contacto angular. Esta versión está disponible bajo demanda. Al solicitar un motor con rodamientos de contacto angular, es necesario especificar el tipo de acoplamiento y la dirección y la magnitud de la fuerza axial. Gráfico Nº 13: Fallas en los rodamientos del motor Fuente: Manual del montador electricista Elaborado: Baiges Artís 27 2.2.9.6.1 Duración del rodamiento: La duración normal de un rodamiento se define según ISO, como el número de horas de funcionamiento que el 90% de los rodamientos idénticos probados han alcanzado o excedido bajo ciertas condiciones predeterminadas. El 50% de los rodamientos tienen una duración de como mínimo cinco veces esta cifra. 2.2.9.6.2 Tamaño del rodamiento: La fiabilidad es la razón principal para el diseño del tamaño del rodamiento, teniendo en cuenta los tipos de aplicaciones más frecuentes, la carga y el tamaño del motor. ABB utiliza rodamientos de las series 63, todos ellos con un diseño robusto para ofrecer una mayor duración y una mayor cargabilidad. Los rodamientos de las series 62 presentan niveles de ruido bajos, velocidades máximas elevadas y bajas pérdidas. 2.2.9.6.3 Auscultación de los rodamientos. Con la ayuda de un estetoscopio o de un destornillador se obtiene, mediante el ruido escuchado una idea del estado de los rodamientos. Para el diagnóstico es necesaria cierta técnica, es aconsejable el uso de un probador de rodamientos, el cual mediante el análisis de las vibraciones señala claramente el estado y la eventual necesidad del cambio del rodamiento. Sin embargo, antes de reemplazarlo es necesario lavarlo y probarlo con grasa nueva para establecer si aguanta la anomalía. 2.2.10 Descripción de partes y piezas de una bomba centrifuga para agua potable: Una bomba centrífuga es una máquina con carcasa tipo espiral, en forma de caracol, con impulsor o rodete de álabes radiales cerrado o abierto, el que recibe rotación del eje horizontal. La aspiración del líquido es en forma axial, o frontal al impulsor. La descarga del líquido es en forma radial o vertical al eje de la bomba. Las partes que constituyen una electrobomba centrífuga dependen de su construcción y tipo, por esta razón se mencionan las más fundamentales. 28 Gráfico N° 14: Partes de una bomba centrifuga Fuente: Bombas centrífugas, hidrocompresores Elaborado: Viejo Zubicaray, Manuel Un equipo de bombeo es un transformador de energía. Recibe energía mecánica, que puede proceder de un motor eléctrico, térmico etc., y la convierte en energía que un fluido adquiere en forma de presión, de posición o de velocidad. Así tenemos bombas que se utilizan para cambiar la posición de un cierto fluido, (Viejo Zubicaray, 2010). 2.2.10.1 Carcasa. La mayoría de las carcasas son elaboradas en fierro fundido para agua potable, pero tienen limitaciones con líquidos agresivos (químicos, aguas residuales, agua de mar). Otro material usado es el bronce. También se usa el acero inoxidable si el líquido es altamente corrosivo. 2.2.10.2 Rodete o impulsor. Para el bombeo de agua potable en pequeños, medianos y gran caudal, se usan rodetes centrífugos de arqueos radiales y semi axiales. Fabricados en fierro, bronce acero inoxidable y plásticos. 2.2.10.3 Sello mecánico. Es el cierre mecánico más usado, compuesto por carbón y cerámica. Se lubrica y enfría con el agua bombeada, por lo que se debe evitar el funcionamiento en seco porque se daña irreparablemente. 29 2.2.10.4 Eje impulsor. En pequeñas bombas monoblock, el eje del motor eléctrico se extiende hasta la bomba, reposando sobre los rodamientos del motor. Fabricado en acero inoxidable. 2.2.11 Definiciones técnicas de las electrobombas: 2.2.11.1 Presión. Fuerza aplicada a una superficie, en una bomba la presión es la fuerza por unidad de área, que provoca una elevación. Comúnmente se le conoce a esta elevación como Hm (altura manométrica). Otras unidades de presión son: psi, bar, atm. (Méndez, 2008) 2.2.11.2 Caudal. Volumen divido en un tiempo o sea es la cantidad de agua que es capaz de entregar una bomba en un lapso de tiempo determinado. El caudal se mide por lo general en: litros/minutos l/m, metros cúbicos/hora m3/h, litros/segundos l/s. Galones por minuto gpm etc. 2.2.11.3 Pérdidas de carga. Representan pérdidas de presión (m.c.a.), sufridas en la conducción de un líquido. Esto significa que el agua al pasar por la tubería y accesorios pierde presión, por esta razón el tubo debe ser del mayor diámetro posible, para disminuir la velocidad y el roce. 2.2.11.4 Potencia absorbida; Es la demandada por la bomba al motor, medida comúnmente en hp y kw. Esto es el producto del caudal por la altura. Si la eficiencia de la bomba es alta menor es la potencia demandada al motor. La fórmula es: P. abs.= (Q x H) / (75 x %). La potencia nominal de un motor está indicada en su placa. Se expresa en Hp y kW. 2.2.11.5 Succión de una bomba. La altura de succión de las bombas de superficie está limitada a 7 metros aproximadamente, dependiendo de la presión atmosférica disponible que a nivel del mar es de 1 bar o 10 metros de columna de agua, por lo que la tubería debe ser lo más corta y de mayor diámetro para disminuir las pérdidas de carga. En bombas de gran tamaño, se debe calcular la altura de succión tomando en consideración la curva de NPSH. De este modo se evitará la cavitación (ebullición del agua debido a muy baja presión atmosférica), fenómeno físico químico que estropea prematuramente la bomba. 30 2.2.11.6 Cebado. Se entiende por cebado de una bomba cuando la tubería de succión es hermética y está llena de agua libre de aire. Si el nivel de agua a bombear está más bajo que la bomba, se debe instalar una válvula de pie para que contenga la columna de agua cuando se detenga la bomba. 2.2.11.7 Tuberías succión y descarga. Estas deben dimensionarse en función del caudal y longitud para velocidades máximas de 1,5 m/seg, y mínimas pérdidas de carga. Las tuberías no deben ser soportadas por la bomba. Los diámetros de las bombas no indican el diámetro de las cañerías, estas siempre deben ser calculadas. Es recomendable usar cañerías de diámetro mayor a los de la bomba, (Méndez, 2008). 2.2.11.8 Arranque de un motor eléctrico. Los motores eléctricos para salir de la inercia, consumen 1,5 a 3 veces la corriente nominal de trabajo. Por esto la red eléctrica debe diseñarse, con conductores eléctricos adecuados y con una caída máxima de tensión de 5%. Todo motor eléctrico debe instalarse con protecciones de línea, corriente, tensión y conectado a tierra. Se recomienda arranque directo hasta 5.5hp y estrella triángulo para potencias mayores a 5.5 hp. 2.2.11.9 Punto de trabajo. Corresponde a un punto en la curva hidráulica, en un gráfico caudal vs. Presión de servicio. Por lo general al centro de la curva tenemos la mayor eficiencia. 2.2.11.10 Hidroneumático El hidroneumático está conformado por un depósito de fierro con una membrana de caucho que almacena el agua, inyectando al estanque aire a presión, (Enríquez Harper, Hidroneumatico, 2007). Los hidroneumáticos sirven para automatizar las bombas y controlar el número de partidas horarias de los motores eléctricos. Esto es muy importante cuando se bombean caudales 31 variables; es el caso de los artefactos sanitarios. Los motores eléctricos disipan calor, si tienen demasiadas partidas consecutivas se recalientan. Cuanto más grande es el tamaño del hidroneumático menor son las partidas del motor de la bomba y este trabaja más frío. Estos equipos son muy confiables y fáciles de mantener. Se emplean en pequeñas bombas, como también en grandes equipos de bombeo para edificios. 2.2.12 La eficiencia Un dominio de mayor importancia identificado y seguido mediante el monitoreo del motor es su eficiencia. Esta se define como la razón entre el trabajo útil desarrollado y la energía consumida para ello. De manera simple, es el cociente entre las potencias de salida y de entrada. Por lo general, se define en tres categorías, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Eficiencia nominal: Es el valor asignado a una partida de motores por el fabricante y que figura en la placa del motor. Eficiencia operativa: Es la auténtica eficiencia con la que trabaja el motor dentro de las particulares condiciones de carga y ambiente en que opera. Eficiencia mínima: Es el menor valor de eficiencia que un motor debe mantener para ser aceptado dentro de una prueba. 2.2.12.1 ¿Cómo puede ser mejorada la eficiencia? Los motores son afectados por un sinnúmero de elementos ambientales, mecánicos y eléctricos, que pueden ser modificados o mejorados. Por lo general, los problemas de bajo o alto voltaje son corregibles mediante regulación de taps de los transformadores, y las armónicas pueden ser aminoradas mediante reactores, condensadores, blindaje de cables o transformadores de aislación. 32 En cuanto al nivel de carga, los motores están diseñados para operar con 90-95% de carga, por lo que menores porcentajes tienden a bajar su eficiencia. Las situaciones de sobrecarga disminuyen significativamente la eficiencia, además de crear otros efectos colaterales (como un importante aumento de temperatura del motor, que puede conducir a la disminución de la vida útil del mismo). Los temas mecánicos (como desalineamiento, desajuste físico y desbalance) tienen un efecto adverso no sólo sobre el trabajo y duración del motor, sino también sobre su eficiencia. En muchas ocasiones ajustes mecánicos menores pueden añadir años a la vida útil del motor y dar como resultado importantes ahorros derivados de una mejor eficiencia. Por último, el costo de reemplazar motores de pobre desempeño por otros de alta eficiencia puede ser recuperado en corto tiempo por ahorros en el costo de energía. 2.3 DEFINICIONES DE TÉRMINOS BÁSICOS. Bomba centrífuga. Las bombas centrífugas transforman la energía mecánica generalmente de origen eléctrico en energía hidráulica, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Inducción: Es un fenómeno a través del cual una fuerza electromotriz se genera en un cuerpo al exponerse este a un campo magnético, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). ISO: Es el organismo encargado de promover el desarrollo de normas internacionales de fabricación (tanto de productos como de servicios), comercio y comunicación para todas las ramas industriales. NPSH: Es un acrónimo de (Net Positive Suction Head) es la caída interna de presión que sufre un fluido cuando este ingresa al interior de una bomba centrífuga. Potencia eléctrica. Es la relación de paso de energía de un flujo por unidad de tiempo es decir, la cantidad de energía entregada o absorbida por un elemento en un tiempo determinado. 33 La unidad en el Sistema Internacional de Unidades es el vatio (watt), (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). El (watt): Es la unidad de potencia del Sistema Internacional de Unidades, equivalente a 1 Joule/segundo. ABB: (acrónimo de Asea Brown Boveri), es una corporación multinacional, cuya sede central queda en Zürich, Suiza y cuyos mayores negocios son los de tecnologías en generación de energía eléctrica y en automatización industrial. Estetoscopio: También llamado fonendoscopio es un aparato acústico usado para la auscultación o para oír los sonidos internos del motor, aunque algunas veces también se usa para objetivar ruidos médicos como cardiología, enfermería etc. Corrientes parásitas de Foucault: La inducción no es exclusiva de las bobinas, también incluye a los cuerpos sólidos y líquidos metálicos, en presencia de un flujo variable se establecen unas corrientes circulantes, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Parámetros eléctricos: Permiten diseñar y especificar los dispositivos de maniobra y protección para el motor dependiendo del tipo de arranque y de la carga a accionar, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Parámetros mecánicos: El medio ambiente y las exigencias mecánicas permiten definir los parámetros mecánicos del motor, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). El voltio, o volt, por símbolo V, Es la unidad derivada del Sistema Internacional para el potencial eléctrico, la fuerza electromotriz y la tensión eléctrica, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Rendimiento: Es el trabajo obtenido (trabajo útil) de su funcionamiento y el trabajo suministrado o consumido por la máquina o el proceso, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). 34 Periodo: Tiempo necesario para que se produzca un ciclo completo. Se mide en segundos. Es la inversa de la frecuencia (número de ciclos por segundo). El periodo es el tiempo necesario para que el cigüeñal complete una vuelta, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). Nema: National Electrical Manufacturers Association (Asociación Nacional de Fabricantes Eléctricos) Este organismo es el responsable de numerosos estándares industriales comunes usados en el campo de la electricidad, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). El par motor o torque: Es el momento de fuerza que ejerce un motor sobre el eje de transmisión de potencia. La potencia desarrollada por el par motor es proporcional a la velocidad angular del eje de transmisión, (Peragallo Torreira, Glosario Técnico, 2008). 2.4. SISTEMA DE HIPÓTESIS El monitoreo de parámetros eléctricos y mecánicos de los motores trifásicos de inducción determinan el rendimiento de los motores de las bombas que suministran agua para el Hospital General Docente Riobamba en el área de mantenimiento eléctrico durante el periodo 20142015. 2.5. VARIABLES DE LA INVESTIGACIÓN 2.5.1 INDEPENDIENTE Monitoreo de parámetros eléctricos y mecánicos. 2.5.2. DEPENDIENTE Rendimiento de las bombas. 35 2.6 OPERACIONALIZACIÓN DE LAS VARIABLES. VARIABLE CONCEPTUALIZACIÓN INDICADORES CATEGORÍA TÉCNICAS INDEPENDIENTE MONITOREO DE Es el seguimiento de logros TENSIÓN PARÁMETROS o procedimiento que vigila, FRECUENCIA ELÉCTRICOS Y mide y reporta en forma CORRIENTE MECÁNICOS objetiva los benéficos que TIPO DE CONEXIÓN aparecen a lo largo de los FALLOS DE LOS años de proyecto. vida de Debe detallado y (mensual, trimestral, un Porcentajes Observación RODAMIENTOS ser frecuente o anual) y conduce a la aplicación de ajustes en el desarrollo del proyecto. 36 VARIABLE DEPENDIENTE CONCEPTUALIZACIÓN INDICADORES RENDIMIENTO DE LAS Es el razón entre la potencia (Pu) suministrada al Cálculo del caudal BOMBAS fluido y la potencia (Pnom) de la bomba (o sea la Formula: Q= v*A potencia eléctrico). mecánica rendida por el ÍNDICE Porcentajes TÉCNICAS Observación motor Q: es el caudal (m³/s) V: es la velocidad (m/s) A: es el área de la sección transversal de la tubería (m²) 37 CAPÍTULO III 3.- MARCO METODOLÓGICO. 3.1 Método.- Para la realización de la investigación se utilizará el MÉTODO EXPLICATIVO, apoyado en una adecuada bibliografía, para el cumplimiento de objetivos, hipótesis, variables, procesamiento estadístico de los datos, y de esta forma obtener conclusiones, recomendaciones, así también explicativamente se sentarán las bases para el desarrollo de la propuesta alternativa. TIPO DE INVESTIGACIÓN: Descriptiva: Por cuanto permitirá describir y comprobar las causas que produce la ineficiencia de los motores trifásicos de las bombas de presión. DISEÑO DE LA INVESTIGACIÓN Bibliográfica: Porque permitirá fundamentar la teoría en base a las variables de estudio mediante la información obtenida de libros, revistas, folletos e información actualizada como Internet. De campo.- Se realizará en el lugar de los hechos, es decir en el banco de presión constante del Área de mantenimiento del Hospital General Docente Riobamba. TIPO DE ESTUDIO Cuantitativo: Ya que vamos a describir la correlación entre las variables de estudio, examina las relaciones causales y determina el efecto de una variable sobre la otra, es decir establecer una buena eficiencia de los motores que suministran agua en el Hospital General Docente Riobamba. 38 3.2 POBLACIÓN Y MUESTRA 3.2.1 POBLACIÓN El universo de la investigación constituye trabajadores de las diferentes areas del “Hospital General Docente de Riobamba” y está conformada de la siguiente manera: Estrato Frecuencia % Personal eléctrico 10 55.55% Personal mecánico 8 44.44% TOTAL 18 100% Tabla N° 1 Población Fuente: Personal de mantenimiento electrico y mecanico”Hospital General Docente de Riobamba” Elaborado por: Dario Zula, Jorge Merchán 3.2.2 MUESTRA: Por ser la población pequeña se trabajará con todo el universo por ende no es necesario aplicar la fórmula. 3.3 TÉCNICAS E INSTRUMENTOS DE RECOLECCIÓN DE DATOS Instrumentos: Para el proceso de recolección de datos, se demuestra en los siguientes instrumentos: Como técnica: La Observación Directa e Indirecta. Como instrumentos: La guía de observación y la encuesta. Observación: La observación se realizará en el área de mantenimiento “Hospital General Docente de la ciudad de Riobamba” a los motores trifásicos de las bombas de presión del banco de presión constante. 39 Encuesta: Se aplicará la encuesta al personal de mantenimiento eléctrico y mecánico del H.G.D.R. 3.4 RESULTADOS Una vez aplicado la correspondiente encuesta y las evaluaciones se procederá a aplicar la Estadística Descriptiva que permitirá organizar la información, tabularlas y representarlas en las correspondientes tablas. 3.5 TÉCNICAS DE PROCEDIMIENTO PARA EL ANÁLISIS. Los datos recogidos se transforman a través de los siguientes procedimientos: Revisión crítica de la información recogida, limpieza de ítems defectuosos, contradictorios e incompletos. Tabulación y elaboración de tablas según las variables. Estudio estadístico para la presentación de resultados. Análisis de los resultados. Interpretación de los resultados. Planteamiento de los resultados. 40 CAPÍTULO IV 4 ANÁLISIS E INTERPRETACIÓN DE LOS RESULTADOS OBTENIDOS 4.1 Encuesta dirigido al personal de mantenimiento del Hospital Docente de Riobamba. 1.- ¿La planificación de mantenimiento garantizará la presencia de personal preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible? TABLA N° 2 ¿La planificación de mantenimiento garantizará la presencia de personal preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 15 2 1 18 Porcentaje 85% 10% 5% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 15 ¿La planificación de mantenimiento garantizará la presencia de personal preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible? SIEMPRE AVECES 85% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- El 85% de las personas encuestadas dicen que la planificación de mantenimiento garantizará la presencia del personal de mantenimiento preparado cuando se necesita, por lo tanto podemos observar que la mayoría están dispuestos a cubrir las necesidades de la programación requerida, mientras tanto un 10% no siempre está dispuesto. Interpretación.- Al observar el gráfico N° 15 estaría que el personal de mantenimiento tome ciertas actividades para que no afecte el desempeño de las máquinas, por lo que es importante que todos colaboren en las distintas áreas para mejorar la eficiencia del servicio. 41 2.- ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia afectará a la actividad del área de mantenimiento? TABLA N° 3 ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia afectará a la actividad del área de mantenimiento? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 17 1 0 18 Porcentaje 94% 6% 0 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 16 ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia afectará a la actividad del área de mantenimiento? 6%0% siempre a veces nunca 94 Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- El 70 % de las personas encuestadas dicen que no, que a veces hay personal que puede considerarse “imprescindible” ya que hay personal capaz de cubrir a la persona ausente porque tiene los mismos conocimientos tanto eléctrico como mecánico, y el otro 30% contesto que no puede cubrir al personal de distinta área. Interpretación.- Al observar el gráfico N° 16 la mayoría de personas pueden cubrir las actividades en las dos áreas, por lo tanto es necesario capacitar a los pares a remplazar en caso de calamidad, despido, en realidad nadie es imprescindible. 42 3.- ¿La planificación garantizará que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado? TABLA N° 4 ¿La planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 16 1 1 18 Porcentaje 89% 5% 6% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 17 ¿La planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado? siempre 5% a veces nunca 6% 89% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- El 89% de las personas dicen que la planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento programado, ya que así cubrirán las necesidades por ende no se paralizara los trabajos que estén realizando, mientras que un 6% y 5% se reparte en que a veces. Interpretación.- Investigadores dicen que la planificación garantiza la inspección de los equipos y detecta las fallas en su fase inicial para corregir en el momento oportuno. 43 4.- ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o de instrumentación sencilla? TABLA N° 5 ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o de instrumentación sencilla? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 15 2 1 18 Porcentaje 85% 10% 5% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 18 ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o de instrumentación sencilla? siempre a veces nunca 5% 10% 85% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal si el personal de mantenimiento mecánico si puede realizar tareas eléctricas o de instrumentación sencilla, el 85% la mayoría del personal no puede realizar mantenimiento que no corresponde al área sea eléctrica o mecánica, y un 10% contestó que a veces si pueden realizar. Interpretación.- La mayoría de personal de mantenimiento mecánico no puede realizar actividades eléctricas sencillas como mediciones, por lo que sería muy importante que se capaciten en caso de ausencia. 44 5.- ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios? TABLA N° 6 ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios? Detalle Si No TOTAL Número 18 0 18 Porcentaje 100% 0 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 19 ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios? siempre a veces nunca 0% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal todos contestan que si el área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios creen que aún no consta con los suficientes pero si necesarios. Interpretación.- El 100% de personas dicen que el área de mantenimiento siempre tienen a mano todos los instrumentos de medida que se usan para un proceso de medición de las máquinas. 45 6.- ¿Emplea actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos? TABLA N° 7 ¿Emplea actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 14 2 2 18 Porcentaje 78% 11% 11% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 20 ¿Emplea actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos? siempre a veces nunca 11% 11% 78% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal un 78% dice que si emplean actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos, pero consideran que ocasionalmente lo realizan, y el otro 22% está en que casi nunca lo ejecutan. Interpretación.- Al momento se realiza el monitoreo porque generalmente según cómo podemos observar el gráfico N° 20. Por lo tanto esto garantiza un buen funcionamiento de las maquinas. 46 7.- ¿El área cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado? TABLA N° 8 ¿El área cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado? Detalle Si No Total Número 0 18 18 Porcentaje 0% 100% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 21 ¿El área cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado? si No 0%; 0% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal el 100% de esta área si cuenta con un taller de rebobinado para los motores en mal estado todos respondieron que no pero que si tienen que rebobinar los motores y mejorar eficiencia envían a realizar los cambios necesarios. Interpretación.- Al observar el gráfico N° 21 nos quiere decir que no cuentan con un taller de rebobinado para motores eléctricos, lo que es de suma importancia ya que les beneficia en tiempos y costo en los rebobinados. 47 8.- ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado? TABLA N° 9 ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 17 1 0 18 Porcentaje 94 % 6% 0% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 22 ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado? siempre a veces nunca 6%0% 94% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal el 94% indica que siempre envían a rebobinar los motores en mal estado nos indican que cuando ocurren daños en los motores tratan de cubrir las emergencias lo más pronto posible, y el otro 6% dice a veces porque el departamento logra adquirir nuevas máquinas. Interpretación.- La mayoría de personal envía a rebobinar porque los devanados de un motor de corriente alterna es una tarea precisa que solo debe ser realizada por alguien con experiencia. 48 9.- ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía? TABLA N° 10 ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía? Detalle Siempre A veces Nunca Total Número 0 0 18 18 Porcentaje 0 0 100% 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 23 ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía? 0% SIEMPRE AVECES NUNCA 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.-Al preguntar al personal de mantenimiento el 100% manifiestan que si es necesario cambiar los equipos por un mejoramiento pero lo harán cuando cuenten con medios suficientes para gestionar los equipos. Interpretación.- Si los motores trifásicos son más eficientes energéticamente que sus equivalentes monofásicos, tienen un mayor par de arranque y también tienden a tener menor deslizamiento a plena carga. Por lo tanto es necesario reemplazar los motores a trifásicos. 49 10.- ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos? TABLA N° 11 ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos? Detalle Si No Total Número 18 0 18 Porcentaje 100% 0 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán GRÁFICO N° 24 ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos? si 0 100% Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán Análisis.- Al preguntar al personal de mantenimiento el 100% manifiestan que sí se justifica el precio de las máquinas que tienen un mejor desempeño. Interpretación.- Por lo tanto si son más eficientes puesto que tienen un rendimiento muy superior para el beneficio del servicio. 50 4.2.- Adquisición de datos y mediciones de la bomba centrifuga de presión constante y del caldero. Fichas técnicas para la bomba centrifuga: La bomba 1 conocida como bomba piloto es la encargada de introducir caudal en las tuberías de distribución con gua que se bombea desde las cisternas, una vez cargada de agua las tuberías es ahí cuando las bomba se enciende para suministrar presión a la red, la misma que permanece constante por todo el sistema de distribución sin interrupciones. Son bombas de gran capacidad 20hp, bombean agua desde las cisternas a una presión constante hasta el distribuidor de agua para todos los usos que se requiera en las instalaciones del hospital, estos equipos funcionan alternamente las 24 horas del día. Tabla N° 12: Datos y características de la bomba centrifuga Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán 51 Para que la caldera funcione en óptimas condiciones, necesita contar con un suministro de agua que sea adecuad para su correcto funcionamiento, esto es debido a que es indispensable mantener un nivel de agua constante en el interior de la caldera, para que no ocurra un siniestro o falla de alguna de sus partes. Tabla N° 13: Datos y características de la bomba centrifuga del caldero Fuente: “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Darío Zula, Jorge Merchán 52 Mediciones de Tensión del motor 1 abril a julio 2014-2015 484 482 482 480 479 478 476 475 474 474 472 470 Tension (v) del motor 01 abril 479 mayo 482 junio 474 julio 475 Gráfico N° 25: Mediciones de tensión Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Zula Darío Análisis.- Al medir la tensión de la bomba centrifuga de agua desde abril hasta julio del año 2014, podemos darnos cuenta que cada mes la tensión en el motor sube y baja. Interpretación.- Si la tensión sube puede producir entonces un incremento de los amperes y de entrega de la bomba, mientras si la tensión baja produce que la protección de sobrecarga se dispare, posible deterioro del motor por calentamiento si la protección es inadecuada, haciendo irregular el funcionamiento de la máquina. 53 Mediciones de intensidad del motor 1 abril a julio 2014-2015 25,5 25 25 24,5 24,3 24 23,5 23 23,2 23,21 junio 23,2 julio 23,21 22,5 22 CORRIENTE DE LINEA abril 24,3 mayo 25 Gráfico N° 26: Mediciones de intensidad Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Zula Darío Análisis.- Al monitorear la bomba centrifuga podemos darnos cuenta que existen varios valores por mes correspondiente desde abril hasta julio del 2014. La intensidad varía mensualmente. Interpretación.- Al mirar el gráfico es posible que cada que la intensidad baja provoque una probable falla al arrancar el motor. 54 Cálculos de eficiencia del motor 1 abril a julio 2014-2015 0,885 0,88 0,88 0,875 0,87 0,87 0,865 0,86 0,86 0,86 mayo 0,86 junio 0,86 0,855 0,85 POTENCIA abril 0,88 julio 0,87 Gráfico N° 27: cálculos de eficiencia Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula Análisis.- Al calcular la eficiencia valor de potencia de salida sobre potencia de entrada fue de 0.86 % promedio podemos darnos cuenta que la bomba centrifuga trabaja equilibradamente. Interpretación.- Estos motores por su diseño específico, tienen la capacidad de tolerar mayores variaciones de voltaje y, de ser necesario, mayores temperaturas ambiente. Un beneficio adicional es que, al generarse menor calor residual en el espacio que rodea al motor, se reducen las necesidades de ventilación y/o acondicionamiento de aire del edificio. Ello puede representar ahorros adicionales. 55 Mediciones de tensión del motor 2 abril a julio 2014-2015 208 207 207 206 205 205 204 203 204 203 202 201 tension abril 203 mayo 205 junio 204 julio 207 Gráfico N° 28: Mediciones de tensión Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula Análisis.- Al medir voltaje en el motor de arranque desde el mes de abril hasta junio del año 2014 la tensión continuamente cambia. Interpretación.- En la mayor parte de motores al cambiar la tensión exceden la potencia esto provocaría el deterioro térmico del aislamiento entre las fases del bobinado. 56 Mediciones de intencidad del motor 2 abril a julio 2014-2015 22,5 22 22 21,5 21 20,8 20,5 20,3 20 19,9 19,5 19 18,5 tension abril 20,3 mayo 22 junio 19,9 julio 20,8 Gráfico N° 29: Mediciones de intensidad Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula Análisis.- Al evaluar la bomba centrifuga observamos que la intensidad aumenta significativamente en el periodo de abril – mayo Interpretación.- Observando el gráfico cada vez que baje la tensión se producirá en cierta medida un paro de actividades de la bomba ya su vez un retraso en el abastecimiento de agua. 57 Cálculos de eficiencia del motor 2 abril a julio 2014-2015 0,862 0,86 0,86 0,86 junio 0,86 julio 0,86 0,858 0,856 0,854 0,852 0,85 0,85 0,85 abril 0,85 mayo 0,85 0,848 0,846 0,844 tension Gráfico N° 30: cálculos de eficiencia Fuente: Área de mantenimiento Hospital General Docente Riobamba Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula Análisis.- Al calcular eficiencia de la bomba centrifuga 2 en el periodo de abril – julio de debe tomar en cuenta, pérdidas del rotor, pérdidas por fricción y roce con el aire, y pérdidas de carga adicionales. Interpretación.- Observando el gráfico nos damos cuenta que los valores se mantienen irregulares por lo tanto representa gastos económicos, en el caso de operación a menos de plena carga, o de operación no continua. 58 4.3 COMPROBACIÓN DE LA HIPÓTESIS DE LA INVESTIGACIÓN Luego de haber realizado la investigación se pudo comprobar la hipótesis planteada donde, el monitoreo de parámetros eléctricos y mecánicos de los motores trifásicos de inducción determinan el rendimiento de los motores de las bombas que suministran agua para el Hospital General Docente Riobamba en el área de mantenimiento eléctrico, por lo que se propone el manual de mantenimiento de las bombas. 59 CAPÍTULO V 5. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES 5.1 CONCLUSIONES Mediante estudio realizado, el monitoreo de los motores de las bombas centrifugas que suministran agua para el H.G.D.R, se determinó un irregular funcionamiento del motor. El método de monitoreo propuesto genera bajo costo computacional y tiene la ventaja de no ser invasivo, pero requiere un conocimiento detallado del motor para obtener un indicador íntegro de falla. Al diagnosticar el problema en un motor debe involucrar todas las zonas de falla presentes como lo son: Calidad de energía, circuito de potencia, aislamiento, estator, rotor, para ello no debe ser invasivo. Y estas deben de ser de tipo no destructivas para no acelerar el daño en el motor. Al no existir un plan de mantenimiento, el personal técnico y los operadores esperan que ocurra la falla, para realizar los trabajos de mantenimiento en los equipos, por tal motivo resulta ineficiente y caro el servicio de mantenimiento que se realiza. 60 5.2 RECOMENDACIONES Designar al personal de mantenimiento de acuerdo al perfil específico, en función de la tarea a realizar. Aplicar el plan de mantenimiento preventivo según la programación, para lograr una mayor eficiencia de los motores de bombas centrifugas y evitar la paralización de las máquinas. Capacitar al personal de mantenimiento con el uso del manual para cumplir de manera efectiva con el mantenimiento programado. Reconocer todas las fallas que se presenten en los equipos y recopilarlas para en lo posterior se integren al plan de Mantenimiento. Sensibilizarse tanto personal y autoridades sobre la importancia del mantenimiento en la economía de la institución. 61 CAPÍTULO VI 6. PROPUESTA ALTERNATIVA MANUAL DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MOTORES ELÉCTRICOS. 6.1 NATURALEZA DEL PROYECTO El conocimiento del mantenimiento preventivo es primordial en el personal técnico de motores para que tenga una guía de desarrollo, ya que es la esencia aprender regularmente y tener un buen avance en el funcionamiento de las máquinas, es ver que los motores adquieran un mejor desempeño he aquí que el manual de mantenimiento preventivo da inicio a un nuevo mundo de aplicaciones. Mediante actividades de monitoreo que permitan ir avanzando en el trabajo. El manual ayuda a incorporar conocimientos a medida que las maquinas necesiten identificación de fallas y mantenimiento. 6.1.1 LUGAR DE REALIZACIÓN Este trabajo se ejecutó y se aplicará en el área de mantenimiento del “Hospital General Docente”, Parroquia Veloz, Cantón Riobamba, Provincia de Chimborazo. 6.1.2 DEFINICIÓN DE LA PROPUESTA Elaborar el manual de actividades de mantenimiento preventivo, “MANUAL DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO DE MOTORES ELÉCTRICOS” Este trabajo de investigación se puede realizar porque existe la predisposición del área de mantenimiento y de todas las personas involucradas en el proceso en especial el personal técnico de motores quienes participan en la investigación, se cuenta con los recursos 62 necesarios para su ejecución, disponibilidad del investigador para su elaboración y toda la colaboración de los docentes de la Universidad Nacional de Chimborazo. 6.2.1 OBJETIVOS 6.2.2 OBJETIVO GENERAL Plantear la aplicación del manual de actividades de mantenimiento preventivo que permita reducir las paradas imprevistas de los motores trifásicos de la casa de máquinas del Hospital General Docente Riobamba. 6.2.3 OBJETIVOS ESPECÍFICOS Enunciar la aplicación del manual de actividades de mantenimiento preventivo que permita mejorar el rendimiento de los equipos del área de mantenimiento. Demostrar los pasos para realizar el mantenimiento preventivo. Socializar el manual de actividades de mantenimiento preventivo para la mejora y buen funcionamiento de los motores. 6.3 METAS Socializar el manual de actividades de mantenimiento para un buen funcionamiento de los motores al 100%. Usar la información para lograr que las máquinas funcionen continuamente. Usar el manual de actividades de mantenimiento al 100% 6.4 VENTAJAS: Se hace correctamente, exige un conocimiento de las máquinas que ayudará en gran medida a controlar la maquinaria e instalaciones. 63 El cuidado periódico conlleva un estudio óptimo de conservación con la que es indispensable una aplicación eficaz para contribuir a un correcto sistema de calidad y a la mejora de los continuos. Reducción del correctivo representará una reducción de costos de producción y un aumento de la disponibilidad, esto posibilita una planificación de los trabajos del departamento de mantenimiento, así como una previsión de los recambios o medios necesarios. Se concreta de mutuo acuerdo el mejor momento para realizar el paro de las instalaciones con producción. 6.5 ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN Para la realización del folleto fue necesario la ayuda del personal de mantenimiento quienes son los involucrados en el proceso lo cual permitirá mejorar su rendimiento y al mismo tiempo reducir fallas. 6.6 ACTIVIDADES DESARROLLADAS Dentro de la presente propuesta se planteó el siguiente plan de mantenimiento preventivo para motores trifásicos “Manual de mantenimiento preventivo de motores eléctricos” 64 Autores: Merchán Jorge, Zula Darío Hospital General Docente Riobamba, 2015 65 Introducción Un motor, es una máquina que convierte energía en movimiento o trabajo mecánico. La energía se suministra en forma de combustible químico, como gasoil, vapor de agua o electricidad, y el trabajo mecánico que proporciona suele ser el movimiento rotatorio de un árbol o eje. Los motores deben hallarse limpios, exentos de polvareda y aceites. Para limpiarlos se debe utilizar cepillos o trapos limpios de algodón. Si el polvo no es áspero, se debe emplear un soplete de aire comprimido, soplando la suciedad de las tapas y eliminando todo el polvo contenido en las aletas del ventilador y en las aletas de refrigeración. Los tubos de los intercambiadores de calor (sí existen) deben ser mantenidos limpios y desobstruidos para garantizar un perfecto intercambio de calor. Para la limpieza de los tubos, puede ser utilizada una baqueta con un cepillo redondo en la extremidad, que al ser introducida en los tubos, retira la suciedad acumulada. Los restos impregnados de aceite o humedad pueden ser limpiados con trapos embebidos adecuados. Se recomienda una limpieza en la caja de conexión esta debe presentar los bornes limpios, sin oxidación, en perfectas condiciones mecánicas y sin depósitos de polvo en los espacios vacíos. 66 2.- Alcance Este manual se aplica a los motores trifásicos de inducción de las bombas centrifugas que suministran agua para el Hospital General Docente de Riobamba. 3.- Propósito El objetivo del presente documento es plantear la aplicación del manual de actividades de mantenimiento preventivo que permita reducir las paradas imprevistas de los motores trifásicos de la casa de máquinas del Hospital General Docente de Riobamba. 4.- Responsables o Jefe Administrativo de áreas. o Jefes de mantenimiento mecánico, eléctrico y electrónico del Hospital General Docente de Riobamba o Personal de Mantenimiento. 5.- Instrucciones generales: 5.1 Equipos y herramientas Todo lo necesario para realizar las laborares tanto de mantención como de reparación. 5.2 Medidas de seguridad La intervención con fines de mantenimiento preventivo programado de equipos en general, debe ser realizada por personal de mantención capacitado para ello. En términos de comportamiento y accesorios de seguridad (personal y alimentaria), como guantes, mascarillas, cofia, etc., el personal de mantenimiento trabajara en iguales condiciones que los operadores. Deben mantener elementos de seguridad según corresponda a cada caso: Cinturón de seguridad 67 Extintor Protectores faciales Guantes Faja Lumbar Protectores auditivos Antiparras Etc. Gráfico N° 1: medidas de seguridad Elaborado: Intercap El uso correcto de equipos y herramientas se realiza de acuerdo a lo señalado en sus instructivos y procedimientos. Todo uso de líquidos, lubricantes y ácidos, que representen un peligro por exposición o contacto, debe ser manejado según sus características técnicas y las indicaciones hechas por los proveedores en sus fichas de especificaciones. Como indicación general cada uno de estos elementos debe estar bien rotulado, etiquetado y debe indicar sus especificaciones. 68 Hay tener muy en cuenta que los equipos estén desenchufados al momento de realizar el mantenimiento. 6. Mantenimiento Un conjunto de actividades planificadas con las cuales se consigue que un equipo o instalación sea restaurada a su operación. Actualmente el mantenimiento ha ido adquiriendo una importancia creciente; los adelantos tecnológicos han impuesto un mayor grado de mecanización y automatización de la producción, lo que exige un incremento constante de la calidad, por otro lado, la fuerte competencia comercial obliga a alcanzar un alto nivel de confiabilidad del sistema de producción o servicio, a fin de que este pueda responder adecuadamente a los requerimientos del mercado. La función de mantenimiento es una función técnica y un servicio que se presta a la función producción, independientemente de lo que se produce sean productos o servicios. 7. Mantenimiento preventivo planificado Este tipo de mantenimiento trata de anticiparse a la aparición de las fallas. Evidentemente, ningún sistema puede anticiparse a las fallas que no nos avisan por algún medio. La base de información surge de fuentes internas a la organización y de fuentes externas a ella. Se práctica retirando la máquina, equipo o instalación del servicio operativo para realizar inspecciones y sustituir (o no) mecanismos de acuerdo a una programación planificada y organizada con antelación. Para esta práctica de mantenimiento es muy importante la información específica que suministra los fabricantes en sus manuales y/o guías, principalmente en cuanto a expectativa de vida útil para componentes críticos. También tiene importancia el conocimiento específico de la máquina y su historial. 69 Los trabajos entonces se programan para el equipo fuera de servicio y la oportunidad es congruente para realizar el máximo de tareas compatibles con la eficiencia (costos y tiempo). La planificación y organización del Mantenimiento Preventivo incluye lo siguiente: o Determinar los elementos mecánicos y/o eléctricos que serán motivo de inspección. o Haber tomado conocimiento, por información de los fabricantes sobre la esperanza de vida útil de los elementos del punto anterior. o Aparecen áreas u oficios con igual o similar periodo de actuación, formándose conjuntos de trabajo a ejecutar en una misma intervención generando las denominadas “Ordenes de Trabajo”, también llamadas “Ordenes de Reparación”. 7.1 Fases del mantenimiento preventivo planificado Inventario técnico, con manuales, planos, características de cada equipo. Procedimientos técnicos, listados de trabajos a efectuar periódicamente. Control de frecuencias, indicación exacta de la fecha a efectuar el trabajo. Registro de reparaciones, repuestos y costos que ayuden a planificar. 7.2 Objetivos del mantenimiento preventivo planificado Informar la ocurrencia de fallas en equipos de producción, accesorios para procesos de fabricación, daños o deterioros de la infraestructura en general. Atenuar las paradas imprevistas delos equipos. Limitar la capacidad de trabajo de las máquinas. Ayudar al aumento de la productividad de las instalaciones. Conseguir que las máquinas funcionen continuamente. Elevar el nivel de utilización de las capacidades de producción. 70 8. Plan de mantenimiento preventivo para motores trifásicos en el área de mantenimiento del Hospital General Docente de Riobamba. 8.1 Mantenimiento diario del equipo. Es necesario revisar el estado del equipo, de los mecanismos de transmisión, de los elementos de lubricación, así como comprobar los parámetros de trabajo de los equipos. 8.2 Mantenimiento periódico del equipo. Estos trabajos se realizaran, cada determinado tiempo y son desarrollados por los operantes. Entre estos tenemos: Limpieza general de los equipos: (motores eléctricos, bombas, etc.) Cambio del aceite del sistema de lubricación del equipo. Este trabajo se realiza según un plan de MPP. Control de parámetros de funcionamiento. 8.3 Revisión. Se realizara entre una reparación y otra según el plan correspondiente al equipo. Su propósito es comprobar el estado de éste y determinar los planes que hay que hacer para la próxima reparación. Los trabajos que se pueden realizar durante una reparación son: Comprobación de los mecanismos. Comprobación del funcionamiento del sistema de lubricación. Comprobación del calentamiento no excesivo de las partes giratorias del equipo. En algunos casos la reparación se realiza con la separación parcial y limpieza de algunos mecanismos. 8.4 Reparación pequeña. Es un tipo de reparación preventiva, es decir una reparación para poder predecir posibles defectos del equipo. Mediante la misma se sustituirá o reparará una pequeña cantidad de piezas y con la regulación de los mecanismos se garantiza la explotación normal del equipo hasta la siguiente reparación. 71 Durante la misma se cambian o reparan aquellas piezas cuyo plazo de servicio ha terminado y su cambio ha sido programado. En la reparación pequeña, el equipo no funciona y se realizan los siguientes trabajos: Desmontaje parcial del equipo. Desmontaje de dos o tres mecanismos. Limpieza del equipo, limpieza de los mecanismos desmontados. Desmontaje parcial, rectificación de las superficies de trabajo. Comprobación de la holgura entre árboles y cojinetes: sustitución de los cojinetes desgastados, regulación de los mismos. Sustitución de las ruedas detectadas con dientes rotos o reparación de las mismas si es posible. Sustitución de los elementos de fijación rotos o desgastados (chavetas, tornillos, tuercas, etc.). Sustitución de las tuercas usadas de los tornillos principales y reparación de la rosca de los mismos. Comprobación de los mecanismos de control corrección de los defectos localizados. Comprobación y reparación de los sistemas de lubricación. Comprobación de ruido, vibraciones y calentamiento. 8.5 Reparación mediana. Durante la reparación el equipo se desmonta parcialmente y mediante la reparación o sustitución de piezas en mal estado se garantiza la precisión necesaria y potencia y del equipo hasta la siguiente reparación planificada. Durante la reparación mediana el equipo no funciona y se realizan los siguientes trabajos: Los previstos para una reparación pequeña. 72 Desmontaje de los mecanismos. Comprobar las holguras y alineamiento. 8.6 Reparación general. Está planificada de máximo volumen de trabajo, durante la cual se realiza el desmontaje total del equipo, la sustitución o reparación de todas las piezas y todos los mecanismos usados, así como de la reparación de las piezas básicas del equipo, trabajos que previamente han sido programados. Mediante la cual se garantiza la fiabilidad, potencia y productividad del equipo. Durante la misma el equipo no trabaja y se realizan los siguientes trabajos: Los previstos para la reparación general. Desmontaje total del equipo. Reparación del sistema de lubricación y sistema hidráulico. Comprobación y corrección de los defectos del equipo. Rectificación de todas las superficies, comprobación de holguras y alineamiento. 8.7 Implantación de tareas y frecuencia a trabajar para cada equipo El conjunto de trabajos de mantenimiento que se realiza en las partes más críticas de los equipos, para que sus mecanismos y partes funcionen correctamente y se mantengan en buen estado. 8.8 Revisión de la carcasa y anclaje. Frecuencia: 17 semanas (1290 h) Procedimiento: 1. Apagar la máquina. 2. Revisar estado y sujeción de componentes de la carcasa 3. Revisar la nivelación y alineamiento. 73 4. Revisar el ajuste de los pernos de anclaje. Grafico N° 2 revisión de carcasa Fuente: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” 8.9 Inspección del motor de arranque. Frecuencia: 18 semanas (3000 h) Procedimiento: - Apagar la unidad - Quitar la tapa de la carcasa - Revisar el estado del eje - Revisar estado de rodamientos - Revisar las partes restantes - Colocar tapa de la carcasa - Encender la unidad - Comprobar voltajes e intensidad de arranque - Comprobar voltaje e intensidad de trabajo 9. MANTENIMIENTO GENERAL Para un mantenimiento de motores eléctricos, adecuadamente aplicado se debe: Mantener el motor y equipamientos asociados limpios 74 Inspeccionar periódicamente los niveles de aislamiento Inspeccionar periódicamente la elevación de Temperatura (devanados, cojinetes y sistema de ventilación) Verificar desgastes, lubricación y vida útil de los cojinetes Examinar el sistema de ventilación, en cuanto al correcto flujo de aire Examinar el cambiador de calor Verificar los niveles de vibración de la maquina Inspeccionar los equipamientos asociados (unidad hidráulica, sistema de agua, etc.) Inspeccionar todos los accesorios y protecciones del motor, concerniente al correcto funcionamiento y conexiones. La carcasa debe ser mantenida limpia, sin acumulación de aceite o polvo en su parte externa para facilitar el cambio de calor con el medio. El no cumplimiento de uno de los ítems anteriormente relacionados, puede significar paradas no deseadas del equipamiento. La frecuencia con la que deben ser hechas las inspecciones, depende de las condiciones locales de aplicación. NOTA: Siempre que fuera necesario transportar el motor, se debe observar que el eje esté debidamente trabado, a fin de evitar danos a los cojinetes. Para el trabado del eje, utilizar el dispositivo suministrado junto con el motor. 9.1 LIMPIEZA GENERAL La carcasa del motor debe ser mantenida limpia, sin acumulación de aceite o polvo en su parte externa, para facilitar el cambio de calor con el medio. 75 También en su interior, el motor debe ser mantenido limpio, libre de polvo, detritos y aceites. Para limpiarlo, se deben utilizar escobillas o paño limpios de algodón. Si el polvo no fuera abrasivo, se debe emplear una aspiradora de polvo industrial, “aspirando” la suciedad de la tapa deflectora y eliminando toda acumulación de polvo contenido en las palas del ventilador y carcasa. Los detritos impregnados de aceite o humedad pueden ser limpiados con un paño embebido en solventes adecuados. Se recomienda una limpieza en las cajas de conexión. Que los bornes y conectores de conexión sean mantenidos limpios, sin oxidación y en perfectas condiciones. Evitar la presencia de grasa en los componentes de conexión. Los tubos de los cambiadores de calor aire-aire (cuando existieran) deben ser mantenidos limpios y desobstruidos para garantizar un perfecto cambio de calor. Para limpieza de los tubos, puede ser utilizada un asta con escobilla redonda en la extremidad para retirar la suciedad acumulada. En caso de cambiadores de calor aire-agua, es necesaria una limpieza periódica en las tabuladoras del radiador a fin de que se retire cualquier incrustación. NOTA: En caso que el motor tenga filtros en la entrada y/o salida de aire, los mismos deberán ser limpios a través del pasaje de aire comprimido. En caso que el polvo sea de remoción difícil, lávelo en agua fría con un detergente neutro y séquelo en la posición horizontal. 76 9.2 LIMPIEZA PARCIAL Drenar el agua condensada. Limpiar el interior de la caja de conexión. Inspeccionar visualmente el aislamiento de las bobinas. Limpiar el intercambiador de calor. Gráfico N° 3 limpieza parcial del motor trifásico Elaborado: Jorge Merchán, Darío Zula 9.3 INSPECCIÓN EN LOS DEVANADOS La lectura de la resistencia de aislamiento de los devanados del estator y rotor debe ser hecha de forma habitual, especialmente durante tiempo húmedo o luego de paradas prolongadas del motor. Los devanados deberán ser sometidos a intervenciones visuales completas en normales intervalos para apuntar y reparar los daños y defectos que eventualmente fueran observados. Los valores bajos o variaciones bruscas de resistencia de aislamiento deberán ser investigados cuidadosamente. 77 La resistencia de aislamiento podrá ser elevada hasta un valor conveniente en los puntos en que la misma quedara baja (en consecuencia de polvo y humedad excesiva) por medio de limpieza y secado para remoción de polvo y humedad. 9.4 LIMPIEZA DE LOS DEVANADOS Para lograr el devanado aislado, la operación más placentera posible y una vida más prolongada, se le debe conservar libre de suciedad, aceite, polvo metálico, contaminantes, etc. Esta limpieza deberá ser hecha rápidamente para no exponer los devanados por mucho tiempo a la acción de los solventes. Para eso, es necesario que los mismos trabajen en aire limpio y que sean sometidos habitualmente a inspecciones, limpieza y si fuera preciso, re impregnación. El devanado podrá ser limpio, aspirando la suciedad con un aspirador de polvo industrial con puntera fina y no metálica, o frotando con paño seco. Para condiciones extremas de suciedad, podrá ser necesario limpiarlos con un solvente líquido apropiado. Luego de la limpieza con solvente, el devanado deberá ser completamente seco. Medir la resistencia de aislamiento y el índice de polarización, para determinar si el devanado está completamente seco. El tiempo requerido para secado del devanado luego de la limpieza, varía de acuerdo con las condiciones del tiempo tales como, temperatura, humedad, etc. Observaciones: Las siguientes inspecciones deben ser ejecutadas luego de la limpieza cuidadosa del devanado: Verificar las aislaciones del devanado y de las conexiones. 78 Comprobar las conexiones, tiras de fibra de vidrio en ranuras, sellados y soportes. Inspeccionar casuales rupturas, soldaduras no satisfactorias, cortocircuito entre espiras y contra la masa en las bobinas y en las conexiones. Certifíquese de que los cables estén conectados adecuadamente y que los elementos de fijación de los terminales estén firmemente prendidos. Reapriételos, se fuera necesario. Se debe empapar de nuevo en caso que la resina de los devanados haya sido dañificada, durante la limpieza o durante inspecciones, tales partes deben ser retocadas con material adecuado. 10. MOTOR FUERA DE SERVICIO Los siguientes cuidados especiales deben ser tomados en caso que el motor permanezca por un largo período fuera de operación: Encender las resistencias de calentamiento para que la temperatura en el interior del motor sea conservada levemente encima de la temperatura ambiente, evitando así la condensación de humedad y consecuente caída en la resistencia de aislamiento de los devanados y oxidación de las partes metálicas. Los radiadores y todas las tubuladuras de agua (si hubieran) deben ser drenados para que sea pequeña la corrosión y formación de depósito de materiales detenidos en el agua de enfriamiento. 10.1 MANTENIMIENTO EN LOS RODAMIENTOS LUBRICADOS A GRASA Tiene como finalidad prolongar lo máximo la vida útil del sistema de descansos. El mantenimiento requiere: 1) Observación del estado general en que se encuentran los descansos. 79 2) Lubricación y limpieza. 3) Examen más minucioso de los rodamientos. El ruido en los motores deberá ser observado en intervalos regulares de 1 a 4 meses. Con un buen oído perfectamente se puede distinguir el aparecimiento de ruidos anómalos, aunque empleando medios bien simples (como un desarmador, etc.). Para un análisis más confiable de los descansos, aconsejamos la utilización de equipos que permitan hacer análisis predictivas. Gráfico Nº 4: cojinete de rodamiento a grasa Fuente: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” Elaborado: Intecap 10.1.1 Instrucciones para lubricación El sistema de lubricación fue proyectado para que en la re lubricación de los rodamientos, toda la grasa sea removida de las pistas de los rodamientos y expelida a través de un drenaje que permite la salida e impide la entrada de polvo u otros contaminantes nocivos al mismo. Este drenaje también evita el daño a los rodamientos por el conocido problema de re lubricación excesiva. Es aconsejable hacer la re lubricación durante el funcionamiento del motor, de modo de permitir la renovación de la grasa en el alojamiento del rodamiento. 80 Si eso no fuera posible, debido a la presencia de piezas girantes cerca de la engrasadora (poleas, etc.) que pueden poner en riesgo la integridad física del operador, se procede de la siguiente manera: - Inyectar aproximadamente la mitad de la cantidad total estimada de la grasa y se pone a girar el motor, durante aproximadamente 1 minuto en plena rotación; - Parar el motor y se inyecta el restante de la grasa. La inyección de toda la grasa con el motor parado puede llevar a la penetración de parte del lubricante, en el interior del motor, a través del sellado interno de la caja del rodamiento. NOTAS: Es importante mantener los engrasadores limpios antes de la introducción de la grasa, a fin de evitar la entrada de materiales extraños en el rodamiento. Para lubricación, use exclusivamente pistola engrasadora manual. Los dados de los rodamientos, cantidad, tipo de grasa e intervalo de lubricación, son informados en una placa de identificación fijada en el motor. Antes del procedimiento de lubricación de los cojinetes, verifique estos datos. - Los intervalos de lubricación informados en la placa se refieren a la temperatura de trabajo del rodamiento de 70oC. 10.1.2 Etapas de re lubricación de los rodamientos 1) Retirar la tapa del drenaje. 2) Limpiar con paño de algodón las proximidades del orificio del engrasador. 3) Con el rotor en funcionamiento, adicionar la grasa por medio de pistola engrasadora manual, hasta que la grasa comience a salir por el drenaje o hasta haber sido introducida la cantidad de grasa en las tablas. 81 4) Dejar el motor funcionando durante el tiempo suficiente para que escurra todo el exceso de grasa. 5) Inspeccionar la temperatura del cojinete para certificarse de que no hubo ninguna alteración significativa. Grafico N° 5 Lubricación de rodamiento Fuente: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba “ Dispositivo de resorte para retirada de la grasa Cuando la salida de grasa del cojinete no está accesible al operador, algunos motores son provistos de un dispositivo con resorte, para retirada de la grasa durante la re lubricación de los cojinetes. 10.1.3 Etapas para lubricación: 1) Antes de iniciar el procedimiento de lubricación del cojinete se debe limpiar el engrasador con algodón. 2) Retirar la varilla con resorte, limpiar el resorte y colocar devuelta; 3) Con el rotor en funcionamiento adiciona la cantidad de grasa especificada en la placa de identificación de los rodamientos, por medio de equipamiento engrasador manual. 4) El exceso de grasa sale por el drenaje inferior del cojinete y se deposita en el resorte. 5) Permanecer con el motor funcionando durante el tiempo suficiente para que escurra todo el exceso de grasa. 82 6) Esta grasa debe ser retirada sacando la varilla del resorte y limpiando el mismo. Este procedimiento debe ser hecho tantas veces como fueran necesarias, hasta que el resorte permanezca sin grasa. 7) Inspeccionar la temperatura del cojinete para certificarse de que no hubo ninguna alteración significativa. Frecuencia: 77 semanas. 10.1.4 Desmontaje y montaje del rodamiento Gráfico Nº 6: Partes del cojinete de rodamiento a grasa Fuente: Manual del electromecánico de mantenimiento. Elaborado: José Roldán Viloria Antes de desmontar: 1.- Retirar los tubos de prolongamiento de la entrada y salida de grasa 2.- Limpiar completamente la parte externa del cojinete. 3.- Retirar la escobilla de aterramiento (si existiera) 4.- Retirar los sensores de temperatura del cojinete y consiga un soporte para el eje, para evitar daños. 10.1.4.1 Desmontaje Tenga cuidado especial para evitar daños en las esferas, rodillos y superficies del rodamiento y eje. 83 Para desmontaje del cojinete, siga cuidadosamente las instrucciones a seguir, manteniendo todas las piezas en local seguro: Retirar los tornillos que fijan el disco de cierre. Retirar el anillo con laberinto. Retirar los tornillos que fijan a los anillos de fijación. Retirar el anillo de fijación externo. Retirar el tornillo que fija al centrifugador de grasa. Retirar el centrifugador de grasa. Retirar la tapa delantera. Retirar el rodamiento. Retirar el anillo de fijación interno, si es necesario. Grafico N° 7: desmontaje del rodamiento Fuente: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” 10.1.4.2 Montaje Limpiar los cojinetes completamente y examine las piezas desmontadas y el interior de los anillos de fijación. Certificar que las superficies del rodamiento, eje y anillos de fijación estén perfectamente lisas. Colocar la grasa recomendada en ¾ del depósito de los anillos de fijación interno y externo y lubrique el rodamiento con cantidad suficiente de grasa antes de montarlo. 84 Antes de montar el rodamiento en el eje, calentar a una temperatura entre 50ºC y 100ºC. Para el montaje completo del cojinete, se puede seguir las instrucciones para desmontaje en orden inverso. Grafico N° 8: montaje del rodamiento Fuente: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” 10.1.4.3 Tipo y cantidad de grasa La re lubricación de los cojinetes debe ser hecha siempre con la grasa original de fábrica, especificada en la placa de característica de los cojinetes. 10.2 RODAMIENTO LUBRICADO A ACEITE 10.2.1 Retirada del aceite Remover la tapa de la salida de aceite y dejar salir el aceite completamente. Para inserción de aceite en el cojinete: Cerrar la salida de aceite con la tapa. Remover la tapa de la entrada de aceite o filtrador. Colocar el aceite especificado hasta el nivel indicado en el visor de aceite. 85 NOTAS: o Todos los agujeros roscados no usados deben estar cerrados por enchufes y ninguna conexión debe presentar fallas. o El nivel de aceite es alcanzado cuando el lubricante puede ser visto aproximadamente en el medio del visor de nivel. o El uso de mayor cantidad de aceite no perjudica el descanso, pero puede ocasionar vaciamientos a través de las vedas de eje. 10.2.2 Tipo de aceite.- El tipo y cantidad de aceite a ser utilizado están especificados en la tarjeta de características fijada en el motor cerca del cojinete. 10.2.3 Cambio del aceite.- El cambio del aceite de los cojinetes debe ser efectuado según la tabla de abajo, de acuerdo con la temperatura de trabajo del rodamiento: Abajo de 75ºC = 20.000 horas Entre 75 y 80ºC = 16.000 horas Entre 80 y 85ºC = 12.000 horas Entre 85 y 90ºC = 8.000 horas Entre 90 y 95ºC = 6.000 horas Entre 95 y 100ºC = 4.000 horas NOTA: La vida útil de los cojinetes depende de sus condiciones de operación, de las condiciones de operación del motor y de los procedimientos seguidos por el personal de mantenimiento. Las siguientes recomendaciones deben estar presentes: El aceite seleccionado para la aplicación debe tener viscosidad adecuada para la temperatura de operación del cojinete. 86 Cantidad insuficiente de aceite puede deteriorar el cojinete. El nivel de aceite mínimo recomendado es alcanzado cuando el lubricante puede ser visto en la parte inferior del visor de nivel de aceite, con el motor parado. 10.2.4 Operación de los cojinetes Antes del arranque compruebe: Si el aceite utilizado está de acuerdo con el especificado en la tarjeta de características. Las características del lubricante. El nivel de aceite. Las temperaturas de alarma y parada ajustadas para el descanso. Durante el primero arranque se debe quedar atento para vibraciones o ruidos. Caso que el rodamiento no trabaje de manera silenciosa y uniforme el motor se debe desconectar inmediatamente. El motor debe operar durante varias horas hasta que la temperatura de los cojinetes se estabilice adentro. Si ocurre una sobre elevación de temperatura el motor debe ser desconectado para revisar al rodamiento. Después de alcanzada la temperatura de trabajo de los descansos revisar si no hay vaciamiento de aceite por los enchufes, juntas o por la punta de eje. 10.2.5 Desmontaje y montaje del rodamiento Antes de desmontar Limpiar por afuera todo el cojinete. Remover el drenaje. Remover completamente el aceite del cojinete. 87 Remover el sensor de temperatura del cojinete. Remover la escobilla de aterramiento (si existiera). Dar soporte para el eje, para sostener el rotor durante el desmontaje. 10.2.5.1 Desmontaje: Tenga cuidado para evitar daños en las esferas, rodillos o en la superficie del eje. Mantenga las piezas desmontadas en local seguro y limpio. Para desmontar el cojinete, se debe seguir con cuidado los siguientes pasos: Retirar el tornillo que fija el anillo con sello laberinto. Retirar el anillo con sello laberinto. Retirar los tornillos que fijan la tapa de protección del cojinete. Retirar la tapa de protección. Retirar los tornillos que fijan el centrifugador de aceite y remover. Retirar los tornillos que fijan el anillo de fijación externo. Retirar el anillo de fijación externo. Soltar los tornillos. Retirar el depósito de aceite externo. Retirar el rodamiento. Si fuera necesario el desmontaje completo del cojinete, se debe quitar el anillo de fijación interno y el depósito interno de aceite. 10.2.5.2 Montaje: Limpiar el rodamiento totalmente, los depósitos de aceite e inspeccione todas las piezas para montar al cojinete. 88 Certificar que las superficies de contacto del rodamiento, estén lisas, sin rayas ni corrosión. Antes de la inserción del rodamiento en el eje, calentar el mismo a una temperatura entre 50 y 100ºC. Gráfico N° 9 montaje de rodamiento Elaborado: Jorge Merchán, Dario Zula 10.2.5.3 Antes de la partida verifique: Si el aceite utilizado está de acuerdo con el especificado. Las características del lubricante. El nivel de aceite. Las temperaturas de alarma y apagado, ajustadas para el cojinete. Durante la primera partida se debe estar atento a vibraciones o ruidos. En caso que el cojinete no trabaje de manera silenciosa y uniforme, el motor debe apagarse inmediatamente. El motor debe trabajar durante varias horas hasta que la temperatura de los cojinetes se estabilice, dentro de los límites citados anteriormente. Después de alcanzada la temperatura de 89 trabajo de los cojinetes, verifique si no hay pérdidas de aceite por los plugues, juntas o por la punta de eje. En caso que ocurra una sobreelevación de temperatura, el motor deberá ser apagado junto con los cojinetes y sensores de temperatura. 11. Procedimiento de mantenimiento preventivo 11.1 DIARIAMENTE: - Inspeccionar ruidos y vibraciones. 11.2 MENSUALMENTE: - Certificar que los cuerpos de rodillos no permanezcan en contacto con el casquillo de cortocircuito, luego del procedimiento de partida. - Inspeccionar ruidos y vibraciones; 11.3 SEMESTRALMENTE: - Limpiar el conjunto, aspirando la suciedad del interior del compartimiento; - Inspeccionar los contactos de cortocircuito para identificar posibles desgastes, marcas de chispas, suciedad o puntos calientes; - Limpiar los contactos con una lija fina y solvente adecuado; - Inspeccionar los anillos colectores - Medir la resistencia de aislamiento de los anillos colectores - Ajustar las conexiones (eléctricas y mecánicas) - Lubricar las partes mecánicas 11.4 ANUALMENTE: - Ajustar las conexiones (eléctricas y mecánicas) 90 - Verificar el estado de los rodamientos del cilindro, que mueven al casquillo de cortocircuito y cambiarlos si fuera necesario - Verificar el estado de los rodamientos del disco soporte de los pernos de levantamiento y cambiarlos si fuera necesario - Verificar el estado del rodamiento que quede en contacto con el disco de levantamiento - Inspeccionar y ajustar el posicionador electromecánico (limpiar, reapretar, verificación de los rodamientos y partes mecánicas). 12. DAÑOS COMUNES A MOTORES DE INDUCCIÓN Corto circuito entre fases: Esta clase de falla en el aislamiento es típicamente causada por la presencia de contaminantes, materiales abrasivos, vibración o picos de voltaje. Corto circuito entre espiras: Esta clase de falla en el aislamiento es típicamente causada por la presencia de contaminantes, materiales abrasivos, vibración o picos de voltaje Daños causados al devanado Una fase del devanado quemada: El deterioro térmico del aislamiento en una fase del bobinado puede resultar de voltajes desbalanceados. Esto usualmente es causado por desbalances de cargas en el sistema eléctrico, conexiones deficientes en los terminales del motor o alta resistencia en contactos (presión insuficiente). Falla por sobrecarga: El deterioro térmico del aislamiento en las tres fases del bobinado es causado típicamente por demandas de carga que exceden la potencia del motor según normas NEMA. Falla por rotor bloqueado: Un deterioro térmico del aislamiento en las tres fases del motor es causado por corrientes excesivamente altas debido a la operación a rotor bloqueado o semi- 91 bloqueado (falla en rodamientos). Esto también puede ocurrir por arranques o reversión de giro excesivos (fuera del rango permitido) Bobinados del estator sueltos: Si los bobinados eléctricos del estator están ligeramente sueltos, los niveles de vibración a dos veces la frecuencia de la red aumentara. Este tipo de fallas es muy destructivo, ya que daña el aislamiento de los conductores, provocando cortocircuitos entre los devanados, incluso a tierra y fallo del estator. 92 Bibliografía Baiges Artís, J. (2012). motores asincronos. En T. Croft, Manual del Montador Electricista (págs. 7-82). Barcelona: Editorial Reverté S.A. Barceló, J. F.-C. (2006). motor asincrono. En J. F.-C. Barceló, Determinación del Rendimiento de Motores asíncronos (págs. 1-7). Murcia: Ingramur, S.L. Cortes, M. (2003). 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Madrid: Paraninfo S.A. 94 WEBGRAFÍA (http://www.cnee.gob.gt, 2010) (http://www.interempresas.net/Robotica/Articulos/98865-Determinar-la-carga-de-un-motorelectrico-es-esencial-para-el-rendimiento-energetico.html, 2012) (http://foro.metalaficion.com/index.php?topic=4741.0, 2011) Garcia, D. A. (agosto de 2012). http://cdigital.uv.mx/. Obtenido de http://cdigital.uv.mx/: http://cdigital.uv.mx/bitstream/123456789/32750/1/zamoragarciadiego.pdf http://www.cnee.gob.gt. (5 de Marzo de 2010). http://www.cnee.gob.gt/. 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Instrucciones: Sírvase contestar el siguiente cuestionario, el mismo que tiene fines investigativos exclusivamente. 1.- ¿La planificación de mantenimiento garantizara la presencia de personal de mantenimiento preparado cuando se necesita, de la forma más rápida posible? Siempre ( ) A veces ( ) nunca ( ) 2.- ¿Hay personal que puede considerarse “imprescindible” cuya ausencia afectara a la actividad del área de mantenimiento? Siempre ( ) A veces ( ) nunca ( ) 3.- ¿La planificación garantizara que habrá personal disponible para realizar mantenimiento el mantenimiento programado, incluso en el caso de un aumento del mantenimiento correctivo? Siempre ( ) A veces ( ) nunca ( ) xix 4.- ¿El personal de mantenimiento mecánico puede realizar tareas eléctricas o de instrumentación sencilla? Siempre ( ) A veces ( ) nunca ( ) 5.- ¿El área de mantenimiento cuenta con los instrumentos de medida necesarios? Si ( ) NO ( ) 6.- ¿Emplea actividades para el monitoreo de los parámetros eléctricos? Siempre ( ) A veces ( ) Nunca ( ) 7.- ¿El área cuenta con un taller de rebobinado par los motores en mal estado? Siempre ( ) Nunca ( ) Nunca ( ) 8.- ¿Envían a rebobinar los motores en mal estado? Siempre ( ) A veces ( ) Nunca ( ) 9.- ¿Se han adquirido en alguna ocasión equipos en su institución por ser específicamente más eficientes en el uso de la energía? Siempre ( ) Nunca ( ) Nunca ( ) 10.- ¿Según su experiencia, los ahorros de energía eléctrica de los equipos más eficientes justifican su precio cuando éste es más alto que el de los demás equipos? Si ( ) No ( ) xx ANEXO N° 2 FUENTE: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” ARCHIVO FOTOGRÁFICO: Autores FUENTE: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” ARCHIVO FOTOGRÁFICO: Autores xxi FUENTE: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” ARCHIVO FOTOGRÁFICO: Autores FUENTE: Instalaciones del área de mantenimiento del “Hospital General Docente Riobamba” ARCHIVO FOTOGRÁFICO: Autores xxii
