REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD BICENTENARIA DE ARAGUA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
FACULTAD DE INGENIERÍA
ESCUELA DE INGENIERÍA ELÉCTRICA
MARACAY - VENEZUELA
MANTENIMIENTO PREDICTIVO DE MOTORES ELÉCTRICOS,
MEDIANTE EL ANÁLISIS ESTÁTICO Y DINÁMICO DE SUS VARIABLES
ELÉCTRICAS Y MAGNÉTICAS.
(ANTEPROYECTO)
Autor: Reinaldo Flete
C.I.: 14.971.187
e-mail: [email protected]
Tutor: Ing. Octavio Fonseca
C.I.: 3.952.547
Maracay, enero de 2004.
ii
Maracay, 30 de Enero de 2004
Ciudadano
Coordinador y Demás Miembros
Del Centro de Investigación de la Escuela de Ingeniería Eléctrica
Por medio de la presente, hacemos de su conocimiento que la empresa ha establecido al
Br. Reinaldo Flete, titular de la cedula de identidad numero V-14971187 que a la
finalización de su trabajo de grado titulado: “Mantenimiento Predictivo de Motores
Eléctricos, mediante el Análisis Estático y Dinámico de sus variables Eléctricas y
Magnéticas.”, obtenga como resultados deseados los siguientes:
Un procedimiento actualizado, válido y técnicamente soportado, que permita
evaluar rápidamente el estado de un motor cualquiera, basado en el monitoreo,
medición y análisis de sus variables eléctricas y magnéticas en estado dinámico y
estático.
Igualmente, se requiere previa entrega para su evaluación definitiva, una presentación
de estos resultados a los representantes de la empresa, así como también la consignación a
su tutor industrial de un ejemplar de la versión escrita del trabajo.
Atentamente.
Ing. Octavio Fonseca
Gerente General
Kay Electric C.A.
Sello de la Empresa
iii
Maracay, 30 de Enero de 2003
CARTA DE ACEPTACIÓN DEL TUTOR
Por medio de la presente hago constar que, he leído el Proyecto de Trabajo de Grado
Especial presentado por el Br. Reinaldo Flete, titular de la cédula de identidad Nº: V-
14.971.187, a la finalización de sus trabajo de grado titulado: “Mantenimiento Predictivo
de Motores Eléctricos, mediante el Análisis Estático y Dinámico de sus variables
Eléctricas y Magnéticas.”, para optar al titulo de Ingeniero Electricista, y acepto asistirlo
en calidad de Tutor, durante la etapa de desarrollo del trabajo hasta su presentación y
defensa.
Ing. Octavio Fonseca
CIV: 20.075
Anexo: Resumen Curricular
iv
INDICE
Pag.
- Introducción. 1
- Capitulo I. El Problema 3
o Planteamiento del Problema 3
o Justificación de la investigación 5
o Objetivos de la Investigación 7
Objetivo General
Objetivos Específicos
o Alcances de la Investigación 8
o Factibilidad de la Investigación 8
- Capitulo II. Marco Teórico 9
o Antecedentes de la Investigación. 9
o Bases Teóricas. 11
- Capitulo III. Marco Metodológico 13
o Tipo de Investigación 13
o Área de Investigación 13
o Técnica e Instrumentos de Recolección de Datos 14
o Técnica de Análisis de Datos 14
o Fases de la Investigación 15
o Cronograma de Actividades 17
o Referencias Bibliográficas 18
1
Introducción
Los motores eléctricos son usados en una gran cantidad de aplicaciones en la
industria, pero en algunas de ellas, es vital garantizar el correcto funcionamiento, tomando
en cuenta el lugar de trabajo donde estén ubicados, y los altísimos costos de mantenimiento,
reposición del servicio y fallas de producción que produciría una parada inesperada o no
programada.
Empresas de servicio en el área de mantenimiento y reparación de maquinas
rotativas a nivel industrial indican que es mucho menor el costo para la industria cuando
hace paradas programadas para hacer mantenimiento acertado, previsto según pruebas del
predictivo y acorde a un plan de mantenimiento bien trazado de sus equipos rotativos que
hacer paradas inesperadas para sacar de emergencia maquinas que han sufrido daños, en el
mayor de los casos irreversibles para ejecutar la reparación. Es decir, es menor el costo por
mantenimiento que por reparaciones.
En este orden de ideas, se hace necesario para las empresas, en atención a los
procesos productivos que manejan y al no contar en la generalidad de los casos con un
reemplazo inmediato para motores fuera de servicio, la inclusión dentro de sus políticas de
mantenimiento de procedimiento que permita la evaluación de equipos en línea y fuera de
ella en baja, mediana y alta tensión, que aporten información relevante del estado de los
equipos para evitar fallas nocivas para la empresa.
La posibilidad de una falla eléctrica que produzca algún tipo de arqueo en un motor
ubicado en un área peligrosa resulta inaceptable, por lo que se requieren técnicas confiables
de diagnóstico en línea que permitan detectar problemas incipientes en los devanados con
el motor operando en línea y bajo condiciones de carga nominal. Estas técnicas de
diagnóstico en línea deben ser no invasivas tanto como sea posible e intrínsecamente
seguras.
Bajo este enfoque, la tecnología he introducido grandes aportes en lo que respecta al
análisis de motores, desarrollando diversas técnicas que van mas allá de una sencilla prueba
2
de Megger, y que obtienen en tiempo real, directamente del campo, información
suficiente para tomar decisiones a tiempo en cuanto a las acciones de mantenimiento a
tomar.
Ante esta situación, se hace necesario indagar sobre cuales técnicas en la actualidad
ofrecen mejores resultados para el equipo de mantenimiento, destacando bajo que
procedimientos y para que casos debe usarse cada técnica, exponiendo en cada caso los
beneficios técnicamente soportados que representaran para la empresa y para los equipos.
3
CAPITULO I
Planteamiento del Problema
En décadas anteriores, el personal encargado del mantenimiento ha encontrado
serias limitaciones a la hora de realizar pruebas efectivas de campo, que le permitieran
conocer el estado real de comportamiento del principal componente de la carga industrial, a
saber, los motores eléctricos.
Hasta hace muy poco, el mantenimiento preventivo en maquinas rotativas se
circunscribía sencillamente al cambio de algunos componentes, asumiendo con esto que
podían reducir la ocurrencia de fallas en estos equipos. Al mismo tiempo se aplicaba
algunas pruebas sencillas de las cuales se desprendía muy poca información y por las cuales
muchos se engañaban pensando que estas eran suficientes para tomar una decisión acertada
en cuanto a las acciones de mantenimiento. Lamentablemente esta información no generaba
aportes satisfactorios para evitar la ocurrencia de fallas, que podía estar influenciada por un
sin numero de causas, que según dicta la experiencia, no son físicamente observables por
dichas pruebas.
Por ejemplo, la medición de aislamiento en los motores se ha limitado al uso de
métodos tradicionales como la aplicación del megohmeter o de un sencillo medidor de
continuidad. La aplicación de éstos métodos, por muy continuos que se realicen, no arrojan
suficiente información para darse cuenta a tiempo de anomalías internas del motor,
generándose pérdidas cuantiosas por la salida no programada de dichos equipos, con la
consecuente perdida del servicio, que no en pocas ocasiones estaba agravado por no tener a
la mano el reemplazo inmediato.
Dentro de un motor se pueden originar un sin fin de fallas entre las que pueden
mencionarse, un corto entre espiras, la ruptura en el aislamiento entre las vueltas
individuales de un bobinado dentro de las ranuras de un estator, un corto entre fases, entre
otras. Estas entre muchas pueden ocurrir ocasionando el disparo de las protecciones en el
motor, sacando inesperadamente el equipo de operación, sin que las pruebas de Megger
ni siquiera se den cuenta de ello. Es fácil aceptar como suficiente los simples resultados
4
arrojados por una prueba de Megger, cuando la experiencia indica que la realidad de
ocurrencia de fallas en motores es otra.
Carvajal Martinez, F.A. (1998) comenta que
Los motores son uno de los equipos eléctricos de mayor aplicación en el
ámbito industrial. Muchos de estos motores de gran capacidad se
utilizan en la industria minera, petrolera y del acero, en donde una falla
repentina puede tener graves consecuencias, por lo que resulta
necesario asegurar su continuidad operativa mediante la detección
oportuna de fallas incipientes originadas por los esfuerzos eléctricos,
mecánicos y térmicos, a los que se someten durante su operación.
Conocer a tiempo una falla incipiente permite planear la remoción del
motor con fines de mantenimiento y reducir pérdidas de producción.
(pag. 97)
Hasta hace muy poco, no había otras formas para analizar el comportamiento de
motores eléctricos y predecir fallas sino sólo el conocimiento de algunos. Para contrarrestar
esta falta de información, en los últimos días la tecnología ha venido desarrollando
aplicaciones en cuanto al análisis de motores, y ya se observan adelantos en aplicaciones
mecánicas, como lo es el análisis de vibraciones. La exigencia de las nuevas estrategias
industriales demanda nuevos requerimientos para la evaluación de motores eléctricos,
métodos mas efectivos que puedan arrojar información detallada del estado real de los
equipos y que permitan al personal de mantenimiento tomar decisiones acertadas a la hora
de aplicar acciones preventivas.
Caballero y Huertas (2003), indican que,
Los motores eléctricos de inducción se usan en multitud de aplicaciones
en la industria, y en algunas de ellas es vital garantizar su correcto
funcionamiento. Esto hace necesario una herramienta que permita
conocer la condición del motor sin intervenir en la operación del
equipo. Por ello se hace necesario que se desarrollen actividades de
investigación y desarrollo en el área de mantenimiento de maquinaria
tendientes a adaptar tecnología para proveer a la industria local con
herramientas de mantenimiento predictivo que permitan conocer en
forma oportuna la condición de funcionamiento de equipos industriales.
(Pag. 5).
5
Justificación de la Investigación
El uso de la tecnología, mediante la aplicación de principios físicos básicos y la
computación, han permitido múltiples desarrollos en diferentes campos, de hecho muchos
de estos se basan en principios simples, que al ser manejados a altas velocidades, gracias a
las bondades que representa un ordenador o computador, se pueden crear un sin fin de
situaciones de análisis bajo diversos escenarios.
Para el caso particular de los motores, los computadores, acompañados de otras
herramientas, van a permitir visualizar como se procesa la información tomada de los
equipos rotativos mediante un análisis múltiple, obteniendo un alcance mucho mayor al de
las pruebas tradicionales.
El análisis de las variables eléctricas y magnéticas en un motor eléctrico, eran
ensayos, prácticamente imposibles de realizar en el campo, de hecho toda la información
que se podía obtener sobre el modelo real de un motor, se realizaba en laboratorios
especializados, por supuesto, no disponible para el universo de usuarios de motores ó visto
de otra manera, restringido a aquellas personas ó instituciones con capacidad de
investigación.
El tener realmente una tecnología accesible para evaluar adecuadamente un motor,
va a permitir observar el estado real de un motor, no solo en sus variables macro de
aislamiento, sino poder observar cada uno de los elementos que componen sus variables
eléctricas y magnéticas. Otra ventaja de este tipo de estudios, es que permite monitorear la
fuente de alimentación, hasta ahora poco tomada en real cuenta como influencia
determinante del performance de un motor. Además, y entre otras muchas cosas, nos
indicará la presencia de agentes nocivos al buen desempeño del equipo.
Como un complemento al tema central de este trabajo de grado, se ha querido
recalcar en forma complementaria, aspectos relativos a la inspección termográfica en
motores eléctricos, como una herramienta adicional para caracterizar completamente las
condiciones del equipo y descubrir a tiempo cualquier falla. La utilización de imágenes
6
térmicas se ha convertido en una de las herramientas más valiosas de diagnóstico para
Mantenimiento Predictivo y Preventivo.
Esta es una técnica de no contacto para generar imágenes infrarrojas, o fotografías
del "calor" que emiten los objetos, en las cuales se puede medir su temperatura. Al detectar
anomalías que muy a menudo resultan ser invisibles a simple vista, la termografía permite
tomar acciones correctivas antes de que ocurran fallas costosas en los sistemas y equipos.
Los sistemas infrarrojos portátiles pueden inspeccionar equipo y estructuras, convirtiendo
instantáneamente la radiación térmica en mapas térmicos visibles que pueden ser
desplegadas en equipos de video convencional para poder realizar un análisis cuantitativo
de temperatura.
La tecnología actual de digitalización de data y conversión en base de datos
comunes, permite el acceso de la misma al usuario final, prácticamente en línea. Los
resultados arrojados por compañías especialistas en la materia, indican que después del
primer año de implantada la inspección predictiva a la carga, que mayormente esta
conformada por los motores, en una industria con operaciones continuas, se pueden reducir
hasta un 45% el índice de fallas por salidas no programadas, lo cual nos da una idea del
valor que tiene en los procesos productivos dicha inspección, sobre todo en el aspecto
económico.
Las compañías aseguradoras de equipos y procesos industriales, coinciden en
incentivar a sus asegurados a mantener un programa frecuente de evaluación de motores, de
hecho el realizarlo bajo los lineamientos del asegurador, les permite obtener condiciones
especiales en el monto de la prima.
7
Objetivos de la Investigación
Objetivo General
Elaborar un procedimiento actualizado, válido y técnicamente soportado, que
permita evaluar rápidamente el estado de un motor cualquiera, basado en el monitoreo,
medición y análisis de sus variables eléctricas y magnéticas en estado dinámico y estático
Objetivos Específicos
Describir detalladamente los modelos matemáticos asociados al motor trifásico de
inducción.
Definir la importancia que tiene la evaluación correcta de las variables de un motor
(magnéticas, eléctricas y térmicas) y destacar el impacto sobre el análisis de fallas.
Analizar las diferentes tecnologías que hasta ahora han estado disponibles,
particularmente haciendo énfasis en los métodos tradicionales de resistencia del
aislamiento y las nuevas tecnologías a usar.
Demostrar la efectividad de los estudios a partir del uso de instrumentación digital
computarizada en las mediciones en campo y del software de análisis, que
permitirá obtener lecturas válidas en un equipo portátil de monitoreo.
Elaborar un procedimiento recomendado para el análisis predictivo y preventivo,
acompañado de un análisis post evento de la data tomada.
Elaborar un análisis costo-beneficio acerca del uso de nuevas tecnologías en el
mantenimiento predictivo en motores
8
Alcances de la Investigación
Concluida la investigación, se espera la implantación y el conocimiento de una
metodología analítica y confiable, que nos permita analizar el estado de los motores, basado
en el análisis estático y dinámico de las variables eléctricas y predecir así la ocurrencia de
fallas en los equipos. Esto representa una herramienta bastante útil parta conocer a tiempo
cualquier falla incipiente en las unidades.
Factibilidad de la Investigación
Este trabajo, está basado en una investigación documental y práctica,, gracias a la
oportunidad de tomar mediciones en campo por formar parte de una empresas de servicios
en la rama del tema propuesto. Partiendo de esta condición, se presentarán muchos
ejemplos, tomados directamente en plantas industriales y bajo procedimientos utilizados
por empresas de servicio. Adicionalmente, se cuenta con el asesoramiento de empresas
consultoras y de servicios, así como la posibilidad de usar equipos de prueba de altísima
calidad y de última tecnología, que pueden evaluar el estado de las máquinas y del sistema
en general. En consecuencia, se hace factible la realización del estudio.
9
CAPITULO II
MARCO TEORICO
Antecedentes de la Investigación
Carvajal, F. Y otros, (1999), en su investigación sobre “Diagnóstico en línea y
fuera de línea de motores de inducción de baja, mediana y alta tensión”, presentada al
Instituto de Investigaciones Eléctricas, Veracruz, México, señalan que los motores de
inducción de baja, mediana y alta tensión son los equipos eléctricos de mayor aplicación en
la industria. La importancia que tienen en los diferentes procesos productivos hace
necesario asegurar su continuidad operativa. La detección anticipada de una posible causa
de falla permite planear, con fines de mantenimiento, la remoción programada del motor.
Así mismo concluyen que la implementación y aplicación en sitio de las pruebas de
diagnósticos en línea y fuera de línea de motores de inducción de baja, mediana y alta
tensión permiten asegurar que son un método efectivo y exitoso para monitorear la
condición de estos equipos eléctricos y resultan una herramienta valiosa para fundamentar
programas de mantenimiento de tipo preventivo y predictivo.
Delgado, J. (2000), en su trabajo de grado titulado “Mantenimiento Predictivo de
Motores Eléctricos, mediante el Análisis de sus variables Eléctricas y Magnéticas”,
presentado en la Universidad de Carabobo, Valencia, Venezuela, como requisito para
obtener el titulo de Ingeniero Electricista señala que, los equipos de medición de variables
magnéticas y eléctricas en el campo, proporcionan notables capacidades para solucionar
problemas eléctricos, concluyendo que estos proveen una herramienta excelente en la
solución de problemas asociados a motores como por ejemplo, arrollado de bobinadas,
estator del motor, rotores, motores DC, motores sincrónicos, herramientas de la máquina,
condensadores, transformadores, y más la proporción de los resultados en porcentaje de
desbalance entre fases en impedancia, la prueba (I/F) una respuesta especial de corriente,
ángulo de fase y prueba de resistencia de aislamiento.
10
Caballero, H (2003), en su trabajo de investigación titulado “Desarrollo de un
Sistema que ayude al diagnóstico de Motores Eléctricos de inducción con rotor jaula
de ardilla, mediante el Análisis Espectral de Corrientes”, presentado en la Universidad
de los Andes, Mérida, Venezuela. El autor señala que los motores eléctricos de inducción
se usan en multitud de aplicaciones en la industria, y en algunas de ellas es vital garantizar
su correcto funcionamiento. Esto hace necesario una herramienta que permita conocer la
condición del motor sin intervenir en la operación del equipo. Por esta razón concluye que
una de las técnicas más efectivas en el diagnóstico de motores es la del Análisis Espectral
de Corriente. Esta técnica de análisis se basa en censar las corrientes que circulan por
estator a fin de observar cualquier agente que afecte el campo magnético en el entrehierro
de un motor, este agente se verá reflejado en componentes de frecuencia características en
el espectro de las corrientes. De esta forma, una falla en barras de rotor o en la pista de un
rodamiento, por ejemplo, causará cambios en la densidad de flujo magnético a través del
entrehierro por lo cual podrá efectiva y precisamente localizable.
Martelo, A. (2000), en su Tesis de grado titulada, “Detección de Fallas en
Rodamientos de Bolas de Motores Eléctricos Mediante Análisis Espectral de
Vibraciones, ruido y corriente de estator”, presentada en la Universidad de Los Andes,
Bogotá, Colombia, como requisito para optar al titulo de Magíster en Mecánica, destaca
que los procesos de producción continua exigen disponibilidad total y condiciones óptimas
de operación de los equipos. Una parada no programada de una línea de producción,
ocasionada por una falla imprevista en una máquina, puede significar grandes pérdidas
económicas al interior de una empresa. Para evitar estos problemas, es de vital importancia
que el equipo de mantenimiento esté en capacidad de anticipar las fallas y así programar y
planear oportunamente las paradas de mantenimiento. Una herramienta que proporciona
valiosa información para tal propósito es el monitoreo de condición de maquinaria, el cual
implica la medición de parámetros relacionados con el funcionamiento de los equipos, lo
cual permite evaluar el ”estado de salud” de la maquinaria. El concluye que en la práctica,
el monitoreo de condición de maquinaria debería constituir la base del mantenimiento
predictivo, y que la industria debe empezar a desplazar los sistemas de mantenimiento
11
correctivo y preventivo. Las investigaciones recientes en el campo del mantenimiento de
maquinaria se han orientado hacia el desarrollo de métodos que permitan evaluar las
condiciones de funcionamiento de las máquinas durante la operación. El monitoreo de
condición de maquinaria ha demostrado ser una herramienta eficaz para tal fin. Sin
embargo, antes de ser implementado es necesario seleccionar los parámetros de medición y
las técnicas de procesamiento que proporcionen mayor seguridad y exactitud en el
diagnóstico de fallas.
Bases Teóricas
- Motores: partes, funcionamiento, tipos
o Fitzgerald, A.E., Kingsley, Jr. (1990) Electric Machinery. 5th
Ed. New
York. McGraw Hill.
o Chapman, S. (2000). Maquinas Eléctricas. 3era Edición. Colombia.
McGraw Hill.
o Institute of Electrical and Electronics Engineers. (1996) Standard Test
Procedure for Polyphase Induction Motors and Generators, IEEE
Standard 112-1996. New York.
o Enciclopedia Encarta 2002
- Modelo Matemático de un Motor de Inducción
o McPherson, G. (1981). An Introduction to Electrical Machines and
Transformers. New York. Wiley
o Thaler, G. (1996). Maquinas Electricas. Editorial Limusa-Wiley S.A.
Mexico
o IEEE Comité Report. (1980). Supplementary Definitions and Associated
Test Methods for Obtaining Parameters for Machina Stability Study
Simulations. IEEE Trans Power Apparatus and System. Vol 99.
July/August 1980.
- Diagnóstico de Motores mediante el Análisis Espectral (Motor Current
Signatura Analysis)
o Tavner, P and Penman, J. (1987) Condition Monitoring of Electrical
Machines. Research Studies Ltd. London, England. John Wiley & Sons
o Thomson, W.T. (1984). Diagnosing Faults in Induction Motors
Engineering Ideas. Electrical Review, p215.
12
- Teoría de Básica del Análisis de Circuitos de Motores (Motor Circuit
Analyzers)
o Penrose, Howard W. (2001). Guideline for Electronic Static Winding
Circuit Analysis of Rotating Machinery and Transformers, BJM Corp.
o Penrose, Howard W. (2001). Motor Circuit Analysis: Theory,
Application and Energy Analysis, SUCCESS by DESIGN.
- Modelo Térmico y Termografía para motores
o General Electric. Manual Rele Multilin 469. Protección Térmica del motor.
o Snell Infrared Infrared Inspection of Motors
- Métodos empleados en la evaluación de motores
- Diagnostico en línea y fuera de línea de motores
o Carvajal Martínez, F.A. y J.M. Ramírez Cruz, El análisis de las corrientes
de fase como herramienta de mantenimiento predictivo en motores de
inducción. Octavo Congreso Nacional de Máquinas Eléctricas Rotatorias,
AMIME 1998, Veracruz, México.
o NEMA Standars Publication núm. MG-1-1993 motors and generators.
o Ramírez Cruz, J.M., F.A. Carvajal Martínez y M. Campos Hernández,
Diagnóstico en sitio de motores de inducción mediante el análisis del
espectro en frecuencia de las corrientes de fase. Octavo Congreso
Nacional de Máquinas Eléctricas Rotatorias, AMIME 1998, Veracruz,
México.
- El Porqué del Mantenimiento
La bibliografía citada hasta el momento no es definitiva, sólo están
representadas las que para el momento se tiene acceso. Se hace necesario
profundizar un poco más para fortalecer todos aquellos aspectos utilizados para
desarrollar el trabajo especial de grado.
13
CAPITULO III
MARCO METODOLÓGICO
Tipo de Investigación
El presente estudio se encuentra ubicado dentro de la modalidad de proyecto
factible, sustentado en una investigación descriptiva de campo, respondiendo a las
recomendaciones de Normas para la Elaboración y Presentación del Trabajo Especial de
Grado de Especialización, Maestría y Tesis Doctorales de la UPEL (1998), el cual indica
que: “el proyecto factible consiste en la investigación, elaboración y desarrollo de una
propuesta de un modelo operativo viable para solucionar problemas, requerimientos o
necesidades de organizaciones o grupos sociales; puede referirse a la formulación de
políticas, programas, tecnologías, métodos o procesos”. (p.7).
Por otra lado, el Manual de Normas para la Elaboración y Presentación de Trabajos
de Grado de la Universidad Bicentenaria de Aragua (1995) define las investigaciones de
campo de carácter descriptivo como: “el análisis sistemático de problemas con el propósito
de descubrirlos, explicar las causas y efectos, entender su naturaleza y factores que lo
integran, o predecir su ocurrencia”. (p.22)
Área de Investigación
La investigación tiene por objeto elaborar un procedimiento actualizado, válido y
técnicamente soportado, que permita evaluar rápidamente el estado de un motor cualquiera,
basado en el monitoreo, medición y análisis de sus variables eléctricas y magnéticas en
estado dinámico y estático
14
Técnicas e Instrumentos de Recolección de Datos
Para obtener la información necesaria para lograr los objetivos planteados, se
utilizarán técnicas de adquisición de data computarizada a partir de equipos diseñados para
tomar este tipo de variables, obtención directa desde el campo, investigación bibliográfica y
análisis de los mismos, con la finalidad de conocer la situación y magnitud del problema
planteado y trazar el camino a seguir para su solución.
De igual forma, por medio de la observación directa se conocerá, observará y
recogerá información mediante la experiencia propia y la visualización de los equipos y
dispositivos que se tomarán en cuenta para el desarrollo del trabajo, con la intención de
verificar las condiciones operativas, características de equipos, datos técnicos y
especificaciones y así realizar análisis objetivos de la situación que se plantea.
El desarrollo del trabajo será complementado con la investigación bibliográfica,
revisión documental de manuales con especificaciones, textos, catálogos de fabricantes de
equipos y software, documentos electrónicos (INTERNET) y estudios relacionados con el
tema, que servirán como soporte para la investigación planteada.
Técnica de Análisis de Datos
Los datos obtenidos a partir de la observación directa serán comparados con valores
tomados en condiciones normales de funcionamiento con la finalidad de establecer que
síntomas y bajo que condiciones se presentan los diversos tipos de fallas en motores. Se
analizarán las muestras para cada motor desde tres puntos diferentes (variables eléctricas,
magnéticas y térmicas), a fin de lograr la objetividad en el diagnóstico final.
15
Fases de la investigación.
Considerando los objetivos de la investigación, esta se desarrollará en cinco fases:
Fase I. Modelación matemática del motor
En esta fase se identificarán las variables que intervienen en el comportamiento
físico del motor a fin de tomarlas en cuenta al momento del desarrollo de un modelo que
sirva como punto de partida para el análisis de fallas
Fase II. Definición de Variables
En esta fase se definirá la importancia e impacto en el análisis de cada una de las
variables que pueden monitorearse en un motor en sus tres tópicos (eléctrico, magnético y
térmico).
Fase III. Análisis de Métodos Existentes
En esta sección se observarán a fondo todos los métodos hasta ahora existentes para
la evaluación de motores, destacando su efectividad en el momento de predecir fallas.
Fase IV. Eficiencia de Instrumentación Digital
Esta fase tendrá como objetivo principal, demostrar la efectividad en la toma de data
representada por equipos portátiles de adquisición de datos, que luego serán incluidos en el
reporte para la realización de un análisis preciso sin que haya fuga de ningún tipo de
información.
Fase V. Desarrollo de un Procedimiento válido para mantenimiento predictivo
En esta fase se ha de proponer un nuevo procedimiento, tomando en cuenta la
tecnología expuesta en el cuerpo del trabajo, que permita luego de observar toda la
16
información física referente al motor y a su entorno, definir un acertado diagnóstico acerca
del estado de un motor.
Fase V. Análisis de Factibilidad Económica.
En esta fase se establecerán las características y descripción definitiva de los
equipos usados, así como las ventajas o beneficios que ofrecerá al usuario termina si es
realizada su implementación, permitiendo demostrar los beneficios económicos del
proyecto.
17
Cronograma de Actividades
Meses Enero Febrero Marzo Abril
Semanas 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4 1 2 3 4
Actividades
Solicitud de aprobación del tema X
Realización del Anteproyecto X
Entrega del Anteproyecto X
Investigación Bibliográfica X X X X
Toma de datos del campo X X X
Análisis de los resultados X X
Iniciar diseño de la metodología propuesta X
Conclusiones X
Redacción de primera versión a corregir X X X
Cancelación aranceles de grado X
Solicitud de solvencia X
Entrega de primera versión X
Revisión y correcciones X X
Entrega versión preliminar X
Exposición y defensa de Trabajo Especial de Grado
X
18
Referencias Bibliográficas
Caballero, H (2003), “Desarrollo de un Sistema que ayude al diagnóstico de Motores
Eléctricos de inducción con rotor jaula de ardilla, mediante el Análisis Espectral
de Corrientes”. Trabajo de Grado presentado como requisito para optar al Titulo de
Ingeniero Electricista. Universidad de los Andes, Mérida, Venezuela
Carvajal, F. Y otros, (1999), “Diagnóstico en línea y fuera de línea de motores de
inducción de baja, mediana y alta tensión”, Trabajo de Ascenso presentado al
Instituto de Investigaciones Eléctricas, Veracruz, México.
Delgado, J. (2000), “Mantenimiento Predictivo de Motores Eléctricos, mediante el
Análisis de sus variables Eléctricas y Magnéticas”, Trabajo de Grado presentado
como requisito para optar al Titulo de Ingeniero Electricista. Universidad de
Carabobo, Valencia, Venezuela
Manual de Normas para la Elaboración y Presentación de Trabajos de Grado de la
Universidad Bicentenaria de Aragua (1995)
Martelo, A. (2000), “Detección de Fallas en Rodamientos de Bolas de Motores
Eléctricos Mediante Análisis Espectral de Vibraciones, ruido y corriente de
estator”, Tesis presentada como requisito para optar al Titulo de Magíster en
Mecánica. Universidad de Los Andes, Bogotá, Colombia.
Normas para la Elaboración y Presentación del Trabajo Especial de Grado de
Especialización, Maestría y Tesis Doctorales de la UPEL (1998)
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