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BOLETN MENSUAL PREPARADO POR WWW.MOTORTICO.COM, COSTA RICA JUNIO 2014

El bobinado es la parte de las mquinas que incluyen los alambres magntos encargados de la generacin de campos magnticos, necesarios para la operacin de la mquina, sea esta un motor o un generador, de corriente alterna o directa. Estos bobinados estn conformados por distintos materiales, y en conjunto forman un sistema con caractersticas propias. Los tres principales materiales son: los conductores, aislantes y ncleos magnticos de hierro. La Figura 1 muestra un ejemplo de un bobinado estatorico de un motor trifsico.

Figura 1 Bobinado estatrico

En la mquina se da un proceso natural de envejecimiento en todos los materiales, en unos ms que en otros, y que por razones externas se puede acelerar o retrasar, segn el trabajo solicitado a la mquina. Los materiales que ms sufren este deterioro son los aislantes, que son sometidos a esfuerzos trmicos, mecnicos, qumicos y elctricos. Es una buena prctica dar mantenimiento preventivo, cuando sea necesario. En este boletn se entregan recomendaciones para hacer un trabajo adecuado, y evitar contratiempos, y as alcanzar los objetivos esperados.

La decisin de bajar el motor

Existen diversas tcnicas de mantenimiento y monitoreo para tomar la mejor decisin de cundo bajar la mquina, entre estas estn:

Mantenimiento preventivo: responden a revisiones peridicas independientemente del estado, basndose exclusivamente en el tiempo transcurrido o nmero de actuaciones. Se incluyen recomendaciones de los fabricantes o polticas propias de las empresas. Por ejemplo: se baja un motor a mantenimiento cada cierto tiempo de operacin.

Mantenimiento predictivo: se basa en el estado de operacin de la mquina, usando tcnicas de monitoreo de la condicin, con anlisis de tendencias, y definiendo parmetros para tomar acciones. Por ejemplo: se monitorea los rodamientos por medio de vibracin, ruidos ultrasnicos y temperatura, y se decide bajar el motor cuando las mediciones lleguen a un nivel especfico.

Una vez que se decide bajar o detener el equipo para darle mantenimiento, es necesario seguir una serie de pasos, que muchas veces las empresas no estn en condiciones de llevar a cabo, por eso se recurren a un centro de servicio externo. A continuacin se revisan los pasos mnimos para dar mantenimiento a los bobinados.

Fuentes de contaminacin

Las principales fuentes son:

Aceites y grasas: Este es uno de los tipos ms comunes de contaminacin. En la mayora de los casos la contaminacin del aceite viene de un sello con fuga que permite el aceite entrar en la carcasa. Esto generalmente ocurre cuando las diferencias en las presiones de aire dentro de la trayectoria de la ventilacin y el depsito de aceite permiten que salga fuera. Una fuente de aceite son las mquinas en posicin vertical, o cajas de engranajes. La causa ms comn de contaminacin con grasa se da en los procedimientos de re-engrase mal ejecutados. El aceite y las grasas provocan el debilitamiento de los materiales aislantes.

Limpieza y re-barnizado de bobinados

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Polvo y suciedad: materiales como fibras naturales (madera), arena y la suciedad del ambiente propio de la planta (ejemplo: cemento, harinas, alimentos). Tambin los insectos y pequeos animales (equipos abiertos). As como los desechos que se deja dentro del motor durante la fabricacin/reparacin. Tmabin el polvo de la escobilla (carbn) en rotor bobinado, mquinas sncronicas y de corriente directa. El polvo y la suciedad povocan procesos abrasivos y dificulta en el enfriamiento de la mquina.

Humedad y lquidos: la humedad en la atmsfera puede entrar en una carcasa y condensar en los bobinados si la mquina no est en funcionamiento y que no est equipado con calentadores. Esto es ms probable que suceda en las carcasas abiertas, o que operan en un ambiente con alta humedad, por ejemplo motores que son lavados. Tambin mquinas totalmente cerradas pueden ser expuestos a humedades. La humedad provoca la cada de la fuerza dielctrica del aislamiento, dejndolo vulnerable, adems de provocar corrosin de partes de hierro.

Proceso de mantenimiento de bobinados

El procedimiento mnimo recomendado es el siguiente, desde el momento en que la mquina se detiene:

1. Hacer ensayo de resistencia de aislacin con meghometro (por 1 minuto), anotar temperatura de carcasa. Guardar resultados. 2. Desarmar el motor, evitar el maltrato del bobinado con partes metlicas. 3. Revisar el interior del motor, para ver si hay algunos rastros de corrosin en las partes metlicas. 4. Si hay corrosin limpiar con cepillo suave (cepillos de cerdas de nylon), y lquidos. O por medio de abrasivos tipo rueda, hechas de

de materiales de nylon no conductivos (Ver Figura 2). 5. Si hay suciedad acumulada es posible la limpieza con lquido dielctrico, o solventes desengrasantes. 6. En caso de suciedad con grasas o aceites, es posible aplicar vapor a presin para eliminarlo (es la forma ms eficaz). 7. Existe una tcnica especial llamada: Partculas a Presin (en ingls Particulate Blasting). Para esto hay una mquina que aplica hielo

seco (CO2 congelado), y es impulsado a presin sobre el bobinado, para eliminar la contaminacin (sistema costoso). 8. Para armaduras y rotores bobinados se recomienda hacerlo en posicin vertical, con un recipiente de color blanco que reciba el

lquido residual para determinar cundo la contaminacin deja de salir. Se sigue hasta que quede completamente limpio. 9. Luego de la limpieza hornear por al menos 2 hrs a unos 95-100 C, para eliminar humedad y lquidos presentes. Segn el tamao de

la mquina el tiempo para alcanzar la temperatura indicada varia. 10. Si la limpieza se est realizado en el sitio de la mquina, es posible secar el bobinado con un flujo de aire caliente sobre ste, o por

medio de una corriente elctrica a travs del bobinado con una mquina soldadora ajustada al 50% de la corriente nominal de la mquina (medir la temperatura adecuadamente).

11. Dejar enfriar. 12. Hacer ensayo de resistencia de aislacin con meghometro (por 1 minuto), anotar temperatura de carcasa. 13. Comparar resultados con punto 1, debera aumentar. En caso que no aumente revisar si an quedan residuos de contaminacin. 14. En caso de re-barnizar el bobinado, aplicar el barniz por algn mtodo (espray o inmersin) cuando el estator se encuentre a unos

60-65 C de temperatura. No aplicarlo inmediatemente cuando sale del horno, ya que el barniz o resina se daa. NOTA: Estar seguro que el bobinado est completamente limpio, NO aplicar barniz sobre contaminacin.

15. Si se re-barniza se deber curar el barniz al horno, con temperatura y tiempo indicado por el fabricante. 16. Dejar enfriar. 17. Hacer ensayo de resistencia de aislacin con meghometro (por 1 minuto), anotar temperatura de carcasa. 18. Comparar resultados con puntos anteriores, debera aumentar.

Figura 2 Imagenes ilustrativas del proceso de limpieza

Limpieza de bobinados con lquidos dielctricos

El lquido disolvente para el desengrase y limpieza de bobinados se comercializa bajo diversos nombres comerciales, los mismos deben ser usados con los resguardos necesarios para evitar accidentes, en el pasado, disolventes tales como tricloroetileno eran muy eficaces en la eliminacin de grasa y contaminacin por petrleo, hoy en da no son permitidos.

Algunas recomendaciones generales son las siguientes:

Cundo el lquido se aplica a presin, se recomienda una mxima de vapor de 30 psi o presin de la boquilla 200 psi. Si un liquido incluye algn detergente se deber eliminar cualquier residuo de jabn que pueda afectar el aislamiento.

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Cuando el proceso de limpieza es manual, se puede hacer con trapos y un disolvente, o detergente a base de agua. Hoy en da, los disolventes a base de ctricos o simplemente detergente y agua son ms comunes. Se debe tener cuidado que el disolvente o mezcla de detergente/agua no degrade el aislamiento. La limpieza con lquidos o solventes puede "transportar" contaminacin conductiva, tales como polvo de escobilla, en reas en las

que es inaccesible y puede causar problemas en el futuro. Por lo general, la mayora sistemas de aislamiento modernos tales como la mica y la mica epoxi polister con aislamiento a la tierra

de calidad son esencialmente impermeables a los lquidos de limpieza comunes.

El horno para secado y curado

El horno para aplicacin en mquinas elctricas debe tener dos caractersticas fundamentales, debe contar con: circulacin de aire y extraccin de gases. La circulacin de aire por conveccin es importante para asegurar una temperatura uniforme en el interior del horno. Por otro lado, la extraccin de gases producto del curado del barniz es clave para evitar el fenmeno conocido como Lavado del barniz, que se da cuando los gases de los solventes quedan en el interior de la cmara del horno, desplazando el barniz del bobinado, el fenmeno es el siguinete: El propio solvente al calentarse y ascender puede llegar a arrastrar en su conveccin el barniz que hay en la parte exterior del bobinado. Los solventes al ir saliendo por evaporacin arrastran la capa de barniz exterior hasta dejarlo completamente limpio.

En general, el horno tiene las siguientes funciones:

Evaporar los solventes en barnices con solventes. Promover la reaccin qumica de solidificacin, en resinas sin solventes.

La Figura 3 presenta un horno tpico.

Si no se cuenta con un horno de secado/curado, es posible usar alguna tcnica. Como la explicada en el punto 10 del procedimiento. Lo que no se recomienda es usar mtodos rudimentarios como: colocar el bobinado cerca de una caldera, colocarlo al sol, cerca de un horno.

Figura 3 Horno de curado y secado de bobinados

Proceso de barnizado y re-barnizado

Conviene discutir el proceso de barnizado, siguiendo las recomendaciones del fabricante del barniz o resina. La Figura 4 muestra los pasos mnimos recomendados, con datos particulares del barniz de la marca Dolphs, modelo BC 345A, para curado al horno. NOTA: Cada tipo de barniz o resina tiene sus propios requerimientos.

Los pasos son los siguientes:

1. Precalentar: elimina humedad, libera tensiones concentradas, prepara el bobinado para recibir el barniz.

2. Dejar enfriar: permitir al bobinado enfriarse a una temperatura adecuada, esto ayuda a bajar la viscocidad del barniz, para que pueda penetrar. Figura 4Proceso de barnizado recomendado para el BC 346A de Dolphs

3. Barnizar: por inmersin, espray o goteo. Si es por inmersin (el ms recomendado), dejar un tiempo sumergido. 4. Escurrir: permitir a los excedentes del barniz abandonar el estator. 5. Horneado/curado: por un tiempo y a una temperatura segn indique el fabricante del barniz o resina.

Disposicin de los residuos de la limpieza

El uso de materiales para la limpieza de bobinados requiere su disposicin final, luego del uso, por tanto es necesario confinar, disponer y enviar a reciclar. Estas sustancias pueden estar en forma slida o lquida. Las grasas y los aceites no se deben verter en la alcantarilla o el drenaje ya que se sedimentan y tapan las tuberas. Ms an, al vertirlos en el drenaje pueden contaminar los mantos freticos. En las plantas de tratamiento de aguas residuales las grasas y los aceites dificultan el proceso de limpieza.

Nueva tecnologas permiten procesar las grasas, aceites y lquidos de limpieza.

El objetivo debe ser el manejo, reduccin, disposicin y reciclado de los deshechos y residuos de una manera responsable y amigable con el medio ambiente.