El Mantenimiento Proactivo (Preventivo y Predictivo) y las Auditorías eléctricas; factores esenciales esenciales en el el Mejoramiento del del Sistema Eléctrico Eléctrico y la Calidad Productiva de las empresas Introduccin!" Antes de iniciar la materia objeto del presente escrito, es importante discernir sobre el significado de la palabra proactivo, de su origen y el significado que realmente tiene ven el mantenimiento eléctrico. Tradicionalmente, la palabra mantenimiento había sido aplicada un sin número de actividades tendientes a preservar y/o recuperar las condiciones de un equipo.
n la
actualidad, el mantenimiento se enfoca hacia la preservaci!n preservaci!n de las
características de un determinado determinado equipo y de los subsistemas subsistemas que lo componen componen y la reparaci!n se asocia m"s con la recuperaci!n de las condiciones# condiciones# anteriormente denominada como mantenimiento correctivo. $ebido a que ahora este nuevo concepto del mantenimiento eléctrico se disocia de la reparaci!n, entonces el significado del mantenimiento correctivo se transfiri! a la actividad de reparaci!n. %olviendo con el concepto de mantenimiento, mantenimient o, tenemos dos grandes vertientes de interés& Mantenimiento Preventivo y Mantenimiento Predictivo.
Tratemos Tratemos de ilustrar los conceptos con simples ejemplos cotidianos& cotidianos& l aceite que 'sted usa en el vehiculo es reempla(ada basado en una base estadística de tiempo , tipo de aceite y severidad del uso del vehiculo, tradicionalmente la gran mayoría de las personas lo reempla(a a los ).*** +m. basado en las estadísticas ya mencionadas pero no reali(amos ningún tipo de an"lisis del aceite har" determinar su estado, este ejemplo representa de manera sencilla el concepto del mantenimiento preventivo, basado estadísticamente en intervalos de tiempo que se asumen sean inferiores a los tiempos entre fallas, es decir cambiar el aceite del vehiculo a los ),*** +m. me aseguraría que el reempla(o se efectúa antes de que el aceite pierda sus propiedades y dae el motor del vehiculo- Ahora bien, todo el mantenimiento lo debo reali(ar basado en estadísticas de tiempos entre fallas, la respuesta es que si podría pero tendería a ser ineficiente ya que habrían muchos reempla(os de partes eléctricas que no serían necesarias reali(ar ya que su estado todavía me permite que sigan funcionando. n este momento es donde aparece el concepto de la predicci!n, es decir el mantenimiento predictivo, que no es mas que el uso de tecnologías normalmente no invasivas para determinar estado de los subsistemas b"sicos del equipo y/o componente monitoreado,permitiéndome monitoreado,permitiéndome concluir de manera decisiva si el equipo eléctrico puede seguir en la línea de producci!n de manera segura y confiable. omo un ejemplo muy común de lo anterior podemos mencionar en el campo de la electricidad a la termografía infrarroja, ultrasonido, ultrasonido, an"lisis predictivo de motores eléctricos...etc. entre un gran número de tecnologías aplicables eitosamente eitosamente al mantenimiento mantenimiento eléctrico. n los an"lisis predictivos, se estudia la condici!n del equipo y de todos los subsistemas que definen su integridad física a fin
de visuali(ar si
eran aptos para seguir operando y ver cuan alejados se
encuentran de sus condiciones nominales. 0a fusi!n del concepto de mantenimiento eléctrico preventivo y mantenimiento mantenimiento eléctrico
predictivo crea el nuevo concepto del mantenimiento proactivo que no es m"s que la utili(aci!n de ambas tecnologías sobre un mismo equipo para optimi(ar el uso de los recursos y poder definir m"s claramente la funcionalidad del equipo eléctrico.
Que hacer y cuando hacerlo? 'na ve( comprendido el significado de los conceptos b"sicos nos toca ahora anali(ar estos dos puntos que hacer y cuando hacerlo. 1eali(ar mantenimiento y en particular el eléctrico dista bastante de comprar un producto o equipo. 2ara aclarar ste unto vamos a presentar un ejemplo cotidiano# cuando 'sted va a un supermercado a comprar una lata de margarina de una determinada marca calidad usted ya sabe que es lo que quiere por lo que el punto determinante seria el de encontrar un supermercado con el precio mas bajo del producto deseado, pero cuando 'sted va a reali(ar mantenimiento a un equipo eléctrico no puede simplemente reali(ar una requisici!n al $pto. de compras y colocar la frase &1eali(ar mantenimiento eléctrico al determinado grupo de equipos sino que debe escribir claramente las especificaciones del porque quiere para que se logre el objetivo de mantenimiento deseado. 2or lo general as especificaciones de mantenimiento eléctrico predictivo y predictivo ha sido un punto que las empresas han manejado de manera muy subjetiva ya que cada empresa de servicios tiene un concepto distinto de que pruebas hacer. 3uchas veces los ingenieros de mantenimiento por desconocimiento ! por falta de tiempo liberan requisiciones de servicios carentes totalmente de especificaciones. sto ha representado durante mucho tiempo una de las 4trampas5 m"s peligrosas a las que se epone una empresa ya que la evaluaci!n de los servicios ofrecidos por las empresas, al ser tan diversos en sus contenidos pueden perfectamente conducirnos a comparar ofertas con contenidos totalmente disímiles y también se da le caso que terminamos contratado servicios cuyo contenido carece de la esencia de las pruebas e inspecci!n requeridas por su equipo. sto se observar" finalmente con fallas intespectivas de equipos que en teoría fueron evaluados pero dicha evaluaci!n no fue conducida de manera correcta. sta situaci!n asociada con el mantenimiento eléctrico no ha estado solo presente en %ene(uela y en países industriali(ados como los stados 'nidos de America fue muy común este escenario hasta que se cre! desde hace m"s de 6) aos una organi(aci!n sin fines de lucro conocida por sus iniciales de 7TA 89nternational lectrical Testing Association: que se ha encargado desde ese entonces a generar especificaciones de inspecciones de 3antenimiento eléctrico,dividiendo cada inspecci!n en varias secciones& 9nspecci!n %isual y 3ec"nica, 9nspecci!n léctrica, 2ruebas y an"lisis de resultados. 0os objetivos de 7TA han sido el de normali(ar las actividades que requiere cada tipo de equipo, sin distinci!n de marca, para que cada ente evaluador realmente realice el trabajo que se requiere y no quede bajo la discrecionalidad de un ingeniero de campo el que pruebas reali(ar.
n cuanto a la frecuencia del mantenimiento eléctrico, 7TA presenta una tabla tipo baremo donde interviene ; variables modificando una base peri!dica anual. 0a primera variables es la condici!n previamente evaluada del equipo y la otra variable es el requerimiento de confiabilidad del equipo en el sistema eléctrico. 'na ve( que se determinan ambos valores se procede a ubicar el multiplicador deseado.8ver figura 6:
#i$ura % 3atri( de frecuencia del mantenimiento 2or lo general 7TA establece frecuencias bases de mantenimiento de 6 ao y en algunos casos de hasta ; aos. ste valor base deber"
are de alto desempeo que actualmente est"n disponibles en le mercado pero si no maneja con claridad y absoluta objetividad los conceptos entonces tendr" una gran herramienta de trabajo utili(ada parcialmente.
&ue Inspecciones y actividades son recomendadas' A continuaci!n les detallaremos una lista de 9nspecciones de 3antenimiento léctrico, elementos de auditoría eléctrica, evaluaciones energéticas, adiestramiento?etc. que toda empresa debe reali(ar peri!dicamente, esto si realmente desea elevar su empresa a un nivel alto de rendimiento. 0as actividades m "s reco mendadas se li stan en el siguiente orden& - 1evisi!n detallada del diagrama unifilar. -
-
reaci!n de base de datos y generaci!n de planos en Autocad. valuaci!n de la calidad de energía eléctrica 80oad 2rofile @ 2o>er uality:. studios al
-
studio de operaci!n del
El dia$rama unifilar! Para ue nos sirve' l diagrama unifilar, como su nombre lo indica, es una representaci!n en una sola línea del sistema de distribuci!n eléctrica de = ! C hilos, por sencille( solo se representa un hilo. 'n diagrama unifilar actuali(ado, es una gran herramienta desde el punto de vista técnico y de seguridad ya que proporciona una informaci!n confiable y r"pida de como se encuentran los equipos conectados entre sí. l riesgo que se corre al utili(ar informaci!n desactuali(ada tanto en casos cotidianos como de emergencia, es muy alto, representa un alto riesgo innecesario para los operadores y mantenedores. n la actualidad se utili(an equipos y programas que permiten rastrear circuitos confusos y determinar correctamente sus coneiones. También hay programas que crean bases de datos interactivas que les permiten a los usuarios mantener actuali(ados sus diagramas en dichas bases de datos, procurando de forma peri!dica vaciar la informaci!n en los planos y registrar siempre informaci!n actuali(ada.
#i$ura $iagrama unifilar típico Evaluacin de la calidad de ener$ía eléctrica (*oad Profile + Po,er &uality)! 0a calidad de la energía eléctrica que utili(an los equipos eléctricos, es tan importante como la calidad de los propios equipos. 2artiendo del concepto b"sico de mantenimiento eléctrico de mantener a los equipos dentro de sus valores nominales, incluye primordialmente a los valores nominales de la energía eléctrica que los alimenta. 2or ejemplo un equipo operando con un valor bajo de voltaje de alimentaci!n con una carga severa como un compresor acoplado al eje, tender"
a sobrecargarse m"s all" de lo permitido al no poseer torque suficiente para manejar a la carga, con la consecuente pérdida prematura del equipo. Así tenemos varias variables eléctricas que debemos observar continuamente y poder con seguridad conocer sobre la calidad del servicio que alimenta al os equipos.
#i$ura - 2antalla de base de datos n el régi men permanente tene mos las siguientes variables y eventos de interé s& +>., +%A, +%A1, %oltaje, frecuencia, desbalances de voltaje y corriente, arm!nicos..etc. 'n motor operando con un desbalance de voltaje del )D deber" ser disminuido en su capacidad en un ;)D.0a reducci!n de torque producido por el torque negativo contrario al sentido de giro del motor produce una disminuci!n efectiva de la potencia del motor, eigirle la potencia de placa equivaldría a someterlo a una sobrecarga del ;)D. 0a inclusi!n de equipos tales como los variadores de velocidad 8%$EFs:, arrancadores suaves, '2<..etc. generan en su condici!n de cargas no lineales, una gran cantidad de arm!nicos de distintos ordenes que no solo afectan el desempeo de motores y transformadores sino que crean un problema verdadero al tratar de compensar reactivos en un ambiente contaminado de arm!nicos y mas aun cuando est"n por encima de lo establecido en el ells y arm!nicos de muy corta duraci!n. Voltage at PCC
Individual Component Voltage Distortion
Total Voltage Distortion (THDF)
V [69 kV
3.0 %
5.0%
69 kV < V [161 kV
1.5%
2.5%
V > 161 kV
1.0%
1.5%
#i$ura . Tabla base 9 |
Estudios al Sistema Eléctrico 0os estudios al sistema eléctrico, son simulaciones de alto desempeo que permiten evaluar las condiciones de trabajo del os componentes del sistema eléctrico bajo escenarios diversos.stos estudios en la actualidad sonb reali(ados por personal de alta eperiencia con el uso de programas de computaci!n 8 soft>are: de alto desempeo capaces de reali(ar hasta C) estudios distintos sobre una basa comun de datos y manejan hasta )*,*** buses y barras eléctricas, lo que permite evaluar sistemas eléctricos a gran escala. 0os programas de mayor rendimiento, capacidad y seguridad en los resultados han sido certificados por la norma 9
ortocircuito A/$
-
oordinaci!n de protecciones.
-
Elujo de arga
-
Arco léctrico 8 Arc Elash:
-
orrecci!n de factor de potencia.
-
studio y selecci!n autom"tica de filtros para arm!nicos. Arranque de motores.
-
onfiabilidad sistemas de distribuci!n.
#i$ura / 2rogramacion e instalaci!n de un protecciones 2o>er uality Analy(er
#i$ura 0
Boja típica de coordinaci!n de
Evaluaciones Proactivas ( predictivas y preventivas) de acuerdo a 1E2A 0as evaluaciones proactivas 8predictivas @ 2reventivas: de equipos eléctricos basados en el
#i$ura 3 valuaci!n predictiva de un interruptor de protecci!n
#i$ura 4 valuaci!n predictiva de relés
Inspecciones Predictivas primarias5 Termografía, 'ltrasonido y An"lisis de 3otores& 3A, 3
n el caso del mantenimiento eléctrico, la termografía infrarroja, permite evaluar coneiones flojas, circuitos sobrecargados, puntos calientes...etc. de una manera muy pr"ctica.
Temperature dierence ( ΔT) !ased upon comparisons !et"een component and am!ient air temperatures# &'C &'C
Possible deficiency; waan!s in"es!i#a!ion
&&'C *'C
$ndica!es %obable deficiency; e%ai as !i&e %e&i!s
*&'C +'C
'oni!o (n!il coec!i"e &eas(es can be acco&%lis)ed
,+'C
#i$ura 4 Termograma de una terna en baja tensi!n
$ecommended %ction
'a*o disce%ancy; e%ai i&&edia!ely
#i$ura 6 7TA riterio comparaci!n niveles de temperatura
Inspeccin 7ltrasnica! l ultrasonido ha sido utili(ado de una manera bastante amplia en diferentes aplicaciones, desde la medicina, an"lisis de integridad de soldaduras y en el mantenimiento eléctrico y mec"nico. Antes de la aparici!n del an"lisis de vibraci!n, el ultrasonido eral a única tecnología accesible para detectar fallas en rodamientos, hoy en día esa aplicaci!n fue superada por el an"lisis de vibraci!n.! sta tecnología, se combina completamente con la termografía infrarroja y entre ambas presentan un cuadro bastante preciso de lo que acontece en el sistema eléctrico de distribuci!n. 0a termografía infrarroja se encarga de monitorear todas las huellas térmicas ocasionadas por los puntos calientes ! cualquier otra anormalidad térmica, mientras que el ultrasonido vigila la presencia de sonidos ultras!nicos, no audibles para el ser humano, ocasionadas por la presencia de efecto corona y tracJing. 0as empresas aseguradoras han entendido sobre los beneficios en le sistema eléctrico y lo est"n eigiendo cada ve( mas a todas las empresas aseguradas. Evaluacin de los niveles de Se$uridad eléctrica! 0a seguridad eléctrica, es un tema que desde hace bastante tiempo se ha convertido en discusi!n obligatoria de empresas, contratistas y del estado. 0a electricidad en todas sus facetas mantiene uno de los niveles m"s altos de riesgo, por lo que cualquier acci!n orientado a minimi(arla, ser" de gran utilidad para todos. 0a seguridad léctrica, persigue en principio la seguridad de las personas pero también tiene como objetivo secundario la preservaci!n de los activos y procesos productivos de la empresa. 0os aspectos b"sicos que deben ser considerados m"s all" de los meramente administrativos que cada país maneja dentro de sus regulaciones locales, debe contemplar entre otras cosas, los siguientes aspectos, tanto para las actividades internas de las empresas como las reali(adas por contratistas. ada grupo deber" mantener informaci!n actuali(ada de los siguientes aspectos & -
2lan de
-
AT< 8An"lisis de trabajo
#i$ura %% 9nspecci!n eléctrica con elementos de protecci!n requeridos 8arc flash: n la actualidad, H
#i$ura % Tabla severidad Arc Elash
#i$ura % etiqueta de Arc Elash Estudio de operacin del Sistema Eléctrico! An8lisis de la eficiencia de tra9ajo de los euipos y del sistema eléctrico! 3uchas veces, el trabajo en nuestras instalaciones eléctricas se nos vuelve rutinario hasta el etremo de pensar que no otra manera de hacerlo y que los equipos dentro del sistema de distribuci!n de energía eléctrica, no tiene otra forma de ser manejados. sta forma de pensar, tan común en ingenieros y operadores, no es m"s que otro paradigma que hay que romper ya que muchas veces y después de an"lisis no muy complejos podemos concluir que si eisten alternativas que representan reducciones dram"ticas de costo y/o mejoramiento sustancial de la confiabilidad, seguridad y continuidad de los procesos. Bay muchos ejemplos que est"n a la vista, pero son tan evidentes que nadie los ve. uantas personas se han hecho las siguientes preguntas& -
omo podemos disminuir la prima del seguro, convirtiéndonos en una empresa de menor riesgoL omo podemos reducir el costo de la factura eléctrica, disminuyendo el consumo y el impacto de la demanda eléctrica. ual es el retorno sobre la inversi!n 81H9: de un proyecto que contemple el reempla(o de equipos obsoletos por unos de mayor eficiencia omo integramos a los mantenedores y operadores de equipos en las estrategias para reducir las paradas inesperadas de plantaL 2odemos incorporar alimentaciones eléctricas selectivas primarias para reducir las posibilidades de pérdida de energía eléctrica. ue fuentes energéticas pueden utili(arse en reempla(o de las eistentes
ada planta debiera mantener un grupo evaluador donde se incorpore personal de operaciones, mantenimiento, finan(as y especialistas eternos que miren continuamente las medidas posibles para mejorar el funcionamiento de los equipos eléctricos.
Evaluacin predictiva de los sistemas de puesta a tierra! 0a puesta a tierra de equipos eléctricos y electr!nicos, es una consideraci!n eléctrica vital para que los equipos funcionen adecuadamente y de manera segura... l conductor de tierra, provee una vía designada para que las corrientes circulen a la tierra. 2or ejemplo, en un centro de datos, las regulaciones obligan a la puesta a tierra tanto del equipo como del sistema eléctrico que provee el servicio. l diseo de puesta a tierra, deber" cumplir con el artículo ;)* del 7 87ational lectrical ode: a menos que sea superado por c!digos locales. n el caso de %ene(uela, las regulaciones locales se fundamentan en el 7 8!digo léctrico 7acional:, una versi!n local del 7 en espaol que establece en su secci!n M;)*- )6& 0a vía a tierra de los circuitos, equipos y conductores, deber"& 86:
#i$ura %/ equipo medidor de puesta a tierra
#i$ura %0 pin(a de medici!n alternativa
'no de los elementos claves m"s importantes del diseo de puesta a tierra es que deber" tener el valor !hmico m"s bajo como sea posible, muy a pesar de que el 7 admite valores de hasta ;) ohms, organi(aciones como 9 recomiendan valores de 6 a = ohms, dependiendo el caso donde se esté evaluando dicha puesta a tierra. s también muy importante de que las puestas a tierra sean continuas y conectadas a l punto central de tierra de las edificaci!n .0os equipos electr!nicos son muy sensitivos a la presencia de corrientes par"sitas conocidas como spray currents y también son sensitivos al ruido electr!nico .s muy importante que se mantenga una tierra dedicada todo el sistema eléctrico a fin de evitar diferencias de potencial entre elementos puestos a tierra que no estén unidos entre si. l diseo y el mantenimiento de los sistemas depuesta a tierra requieren de mucho cuidado y dedicaci!n a fin de reparar todas aquellas coneiones cuyos valores no se correspondan a los tabulados y/o medidos anteriormente. 0a gran mayoría de las empresas de seguro prestan una gran atenci!n a que sus asegurados incluyan esta evaluaci!n de la misma forma que eigen la termografía y el ultrasonido. Bay un método de medici!n establecido por la 9, mejor conocido como el método del os = puntos para medir de manera segura y confiable el valor de puesta a tierra de un electrodo ! malla. Bay un método alternativo de reciente invenci!n que utili(a una pin(a para medir el valor de puesta a tierra# este método requiere de que eistan múltiples coneiones en paralelo a fin de la lectura sea correcta, si hay solo un punto de conei!n entonces habría que usar solo el de los = puntos. Adicionalmente ese mismo equipo utili(a otro método de 9, mejor conocido como el
método de los C puntos para medir la resistividad del terreno, que es una medici!n clave cuando se disea un sistema de puesta a tierra. Adiestramiento 2écnico del personal! ui("s uno de los aspectos m"s importantes que un buen supervisor debe mantener al día es el adiestramiento adecuado y constate de su personal. 'n personal bien adiestrado es un elemento clave en la resoluci!n de problemas de cualquier industria. 0a electricidad industrial es una actividad en continuo crecimiento donde la tecnología se ha centrado desde hace mucho. 3uchas veces adquirimos equipos de muy alta tecnología y olvidamos que las personas que resolver"n los problemas asociados con dichos equipos requieren de eses tan importante adiestramiento para que comprendamos mejor que hacer en caso de problemas con el equipo. 3uchas empresas dedican sus recursos de manera no equitativa adiestrando a los gerentes y empleados de alto nivel en todas aquellas actividades que si bien es cierto son prioritarias también es cierto que adiestrar correctamente al personal de planta en las nuevas actividades que les toca resolver son también de gran importancia para la empresa.
n la actualidad eisten un sin numero de aplicaciones tecnol!gicas para la ensean(a del mantenimiento eléctrico donde los supervisores podr"n evaluar de una forma virtual las capacidades y conocimientos que tienen los empleados para resolver problemas en un entorno virtual, esto permite que se creen un sin numero de condiciones similares a las que se les podrían plantear en la vida real pero sin poner en riesgo ni a las personas ni a los equipos eléctricos. rea una destre(a por la vía de las simulaciones al igual que se adiestra a un piloto cuando requiere volar un avi!n de mayor categoría. 0os cursos basados en simulaciones interactivas son sin lugar a dudas una herramienta valiosa que permitir" evaluar condiciones y capacidad del personal. 2ara visuali(ar algunos ejemplos de tutoriales de cursos basados en simulaciones interactivas diríjase al siguiente linJ. http&//>>>.Jayelec tric.com. ve/centro.htm
