La supervisión del estado de los motores reduce el consumo de energía en un distrito municipal de servicios públicos

Un distrito municipal de servicios públicos (MUD) de Texas empezó a trabajar con una empresa especializada en pruebas de fiabilidad de motores y calidad de la energía para el sector del agua y las aguas residuales.

En una reunión del consejo de administración de la MUD, Stephen Hogue, presidente de la empresa de pruebas de fiabilidad de motores y calidad de la energía, habló de las posibles oportunidades para mejorar la eficiencia operativa de los equipos rotativos y reducir los costes eléctricos.

Calidad de la energía y análisis de motores

Se habían instalado condensadores en ocho de los motores más grandes del distrito. La supervisión de la calidad de la energía en una estación elevadora mostró reducciones importantes. Los kVA facturados se redujeron un 50% y los kW un 25%.

El motor de pozo de 400 caballos de potencia (CV) con cuatro bombas de refuerzo de 60 CV no indicó ninguna reducción de los costes energéticos a pesar de que el FP se había aumentado al 98% de eficiencia. A continuación, Hogue contrató a una empresa externa de pruebas de motores para que realizara pruebas energizadas y desenergizadas en las instalaciones del pozo.

Las pruebas revelaron que dos de los seis cables subterráneos del motor que conectaban el pozo con el centro de control del motor habían estado a punto de conectarse a tierra.

Se tomaron medidas inmediatas para volver a enterrar y sustituir los cables de 30 metros que iban bajo tierra desde el motor de la bomba hasta el centro de control del motor. En ese momento, Hogue supo que sería esencial recopilar datos y tendencias de todos los motores para poder comprender mejor su estado y mostrar a la MUD cómo el estado de sus motores y otros equipos giratorios afectaba a la capacidad de la MUD para conseguir ahorros energéticos.

Tras una exhaustiva investigación de los equipos de monitorización del estado de los motores, la empresa de pruebas de fiabilidad y calidad eléctrica de motores adquirió un instrumento portátil de pruebas energizadas y un instrumento portátil de localización de averías. Ambos son ideales para supervisar el estado de los motores y establecer tendencias.

La empresa eligió estos instrumentos de comprobación de motores de fácil manejo por las siguientes razones:

• El instrumento portátil de pruebas energizadas se utiliza en condiciones energizadas tanto para el análisis de la firma eléctrica (ESA) como para el análisis de la calidad de la energía (PQ). En el modo ESA, el instrumento evalúa el estado de la alimentación entrante, el circuito de control, el motor y la carga accionada. Cuando está en modo PQ, puede utilizarse para el registro de datos de energía para una serie de puntos de datos que incluyen análisis de armónicos, gráficos de tensión y corriente, visualización de formas de onda, captura de formas de onda de caídas y subidas y captura de eventos transitorios.
• El instrumento de localización de averías, que se utiliza para pruebas sin tensión, está diseñado específicamente para la localización de averías en motores y la puesta en servicio de motores nuevos y reconstruidos antes de su instalación. Este instrumento permite al operador identificar las condiciones del motor, entre las que se incluyen la contaminación del bobinado, el desequilibrio del estator y el rotor, los cambios en el estado del rotor y el estator, la resistencia en los bobinados, la contaminación y el aislamiento a tierra. Este instrumento de comprobación de motores sin tensión revela las condiciones reales del motor y permite programar trabajos de reparación para prevenir daños graves e incluso evitar averías catastróficas.

Hogue aprendió rápidamente a utilizar los instrumentos de comprobación de motores y enseguida empezó a obtener datos de tendencias de los motores MUD. El instrumento de localización de averías resultó absolutamente necesario cuando el motor de la bomba de pozo de 400 CV del distrito se envió a un taller de reparación de motores para su reacondicionamiento.

“Es importante poner en servicio los motores nuevos y reacondicionados. Sin la puesta en servicio del motor, no hay confirmación de que vaya a funcionar según lo previsto”, afirma Hogue. “Al poner el motor en servicio, se reduce la posibilidad de que aparezcan problemas de funcionamiento después de la instalación. Es mejor que el propietario encargue la puesta en marcha del motor antes de pagar la entrega y la instalación, y que luego descubra que hay un problema. Descubrir problemas después de la instalación del motor suele llevar al propietario a tener que luchar por la satisfacción de la garantía.”

Puesta en servicio del motor

Cuando Hogue acudió al taller de reparación de motores para poner en servicio el motor reacondicionado, las pruebas del instrumento de comprobación energizado indicaron resultados deficientes de aislamiento a tierra, mostrando una lectura de 6,01 megaohmios (Mohm). Una lectura saludable para un motor reacondicionado debería haber estado entre 500 y 999 Mohm. El taller de reparación de motores aceptó corregir el problema.

Hogue volvió tres días después para repetir las pruebas de puesta en marcha. Utilizando el instrumento de localización de averías, los resultados de la prueba indicaron una lectura de aislamiento a tierra de 551 Mohm. Hogue ha dado su aprobación para que el motor de la bomba sea enviado de nuevo a la estación elevadora.

Una vez instalada la bomba vertical reconstruida y el motor reacondicionado, Hogue volvió a la estación elevadora para realizar pruebas del motor con los instrumentos. Esta vez, todas las pruebas arrojaron resultados positivos, completando el proceso de puesta en servicio de Hogue.

En la actualidad, el motor de la bomba del pozo de la MUD funciona de forma eficiente, con una lectura de aislamiento a tierra de 999 Mohm y un rendimiento del 98%.

Conclusiones: La necesidad del Condition Monitoring

El planteamiento de este MUD sobre la fiabilidad de los motores demuestra que se está produciendo un cambio en el sector.

Los propietarios de equipos y las empresas de servicios operativos están mejorando sus estrategias de mantenimiento reactivo y ahora están adoptando más programas de supervisión del estado. Este creciente cambio proactivo está aumentando los beneficios relacionados con la reducción del tiempo de inactividad, el ahorro de energía y la prolongación del ciclo de vida de los equipos, que cada vez son más importantes para las operaciones diarias.

Los instrumentos de monitorización del estado del motor, como ALL-TEST Pro 7 y ATPOL III, proporcionan a los usuarios finales los datos que necesitan para conocer el estado de sus equipos y tomar decisiones con conocimiento de causa.

Stephen Hogue es presidente y fundador de Less Watts Inc. desde 2007. Less Watts Inc. presta servicios de pruebas dinámicas de fiabilidad y calidad de la energía de motores eléctricos en Texas.