Transformadores
Definición: Un transformador es un dispositivo que cambia potencia eléctrica alterna de un nivel de voltaje a potencia eléctrica alterna de otro nivel de voltaje mediante un campo magnético.
Clasificación de transformadores
Nos ha quedado claro, que el transformador puede amplificar o reducir las magnitudes eléctricas en el transporte de energía, ya que esa es su finalidad primordial, pero existen otras muchas aplicaciones de los transformadores, por lo que puede resultar interesante hacer una clasificación de los mismos y de alguno de ellos extendernos un poco más dada su importancia.
- Según su funcionalidad:
- De Potencia: tienen por finalidad facilitar el transporte de la energía eléctrica en alta tensión.
- De Comunicaciones
- De Medida: permiten reducir los valores elevados de tensión o intensidad a otros menores pero proporcionales para así poder realizar medidas sin necesidad de adaptar los aparatos de medida.
Según los sistemas de tensión:
- Monofásico: con una fase de entrada y otra de salida.
- Trifásico: formado por tres arrollamientos primarios y tres secundarios.
- Según la tensión del secundario:
- Elevadores: Elevan la tensión a la salida.
- Reductores: La tensión en el secundario es menor de la del primario.
- Según el emplazamiento:
- Interior
- Exterior
- Según el elemento refrigerante:
- Por aire
- Por aceite
- Por pyraleno; es una mezcla de hidrocarburos clorados que no origina mezclas explosivas con calor y oxígeno.
- Gas
- Aislante sólido
- Según la refrigeración:
- Natural, el transformador lleva unas aletas que facilitan la disipación del calor asociado a las pérdidas.
- Forzada, mediante ventiladores.
Tipos de conexiones:
CONEXIÓN DELTA - DELTA (∆-∆)
Esta conexión también se denomina como triangulo-triangulo, y la relación de voltajes entre primario y secundario viene dada por:
Este tipo de conexiones se utiliza mucho en auto transformadores, cuando se quiere recuperar la caída de tensión por longitud de los alimentadores, debido a cierta distancia del circuito alimentador se tiene una caída en el voltaje de suministro por lo que es necesario transformar esa energía para recuperar de alguna manera esas pérdidas para lo cual se utilizan estos transformadores con.
Ventajas:
· No tiene desplazamiento de fase
· No tiene problemas con cargas desequilibrada o armónicas
· Se puede quitar un transformador para mantenimiento o reparación y queda funcionando con dos transformadores pero como banco trifásico, cuando hablamos de un banco de transformadores monofásicos y seria el 58% de su 100% de trabajo (Delta abierta).
· Los desequilibrios motivados por las cargas en el secundario se reparten igualmente entre las fases del primario, evitando los desequilibrios de flujos magnéticos.
Desventajas:
· Cuando las cargas están desequilibradas los voltajes en las fases del transformador pueden desequilibrarse bastante.
· Los voltajes de terceros armónicos pueden ser muy grandes.
· No dispone de salida de neutro, tanto en el primario como en el secundario, con la consiguiente limitación en su utilización.
· Cada bobinado debe soportar la tensión de red (compuesta), con el consiguiente aumento del número de espiras.
· No se puede suministrar energía con cuatro conductores.
· Cuando opera con altas tensiones de línea, los costos de diseño de las bobinas son mayores.
CONEXIÓN DELTA – ESTRELLA (∆-Y)
Este tipo de conexión no presenta muchos inconvenientes, pues su utilización ha de ser adecuada a las características generales que presenta la conexión en triangulo y estrella. Es muy empleado como conexión para transformadores elevador al principio de la línea y no al final, porque cada fase del devanado primario ha de soportar la tensión entre fase de red.
VENTAJAS:
· No presenta problemas con las componentes en sus voltajes de terceros armónicos.
· Es muy útil para elevar el voltaje a un valor muy alto.
· Utilizando esta conexión en el lado de alta, se puede poner a tierra el neutro permitiendo que quede limitado el potencial sobre cualquier carga.
· Al producirse un desequilibrio en la carga, no motiva asimetría del flujo, por producirse un reparto entre las tres columnas del primario.
Las ventajas que esta conexión presenta y los escasos inconvenientes motivan la utilización de este transformador tanto en trasmisión como en distribución de energía.
DESVENTAJAS:
· La falla de una fase deja fuera de operación al transformador.
· No se dispone de neutro en el primario para conectarlo con la tierra. Esto no es precisamente un inconveniente, pues, por lo general en el circuito del primario del transformador hay una toma de tierra, sea en el generador, sea en el secundario del transformador elevador de tensión.
· El devanado en delta puede ser mecánicamente débil.
· Debido al desplazamiento que existe en las fases entre las mitades de los enrollamientos, que están conectados en serie para formar cada fase, los enrollamientos que están en estrella interconectadas, requieren de un 15.5% más de cobre, con el consiguiente aumento del aislamiento total.
· El tamaño del armazón, debido a las razones expuestas anteriormente, es mayor con el aumento consiguiente del coste del transformador.
CONEXIÓN ESTRELLA ESTRELLA (Y-Y)
La conexión ye – ye o estrella – estrella al igual que la triangulo – triangulo el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de línea primario multiplicado por el inverso de la relación de transformación. Esta conexión solo se utiliza cuando el neutro del primario puede unirse eficazmente al neutro de la fuente, corrientemente a través de tierra, si los neutros no están unidos, la tensión entre línea y neutro resulta distorsionada (no senoidal). Sin embargo, puede emplearse la conexión estrella-estrella sin unir los neutros, si cada transformador posee un tercer devanado llamado terciario. Los terciarios de los tres transformadores se conectan siempre en triangulo y muchas veces se utilizan para alimentar los servicios de la sub-estación en que están instalados.
La relación de transformación simple Ms se determina como cociente entre el número de espiras de una fase del primario y otra del secundario y coinciden con la relación entre las ff.ee.mm. por fase de ambas en vacío.
VENTAJAS:
· La posibilidad de sacar un neutro, tanto en el lado de b.t como en el de A.T, y esto le permite obtener dos tensiones (230/400 V), o bien conectarlo a tierra como medida de seguridad en cierto tipo de instalaciones.
· Su buen funcionamiento para pequeñas potencias, ya que además de poder disponer de dos tensiones, es más económico, por aplicar una tensión a cada fase VL/√3 y por consiguiente, disminuir el número de espiras, aunque ha de aumentar la sección de los conductores, por circular la corriente de línea IL por cada fase.
· El aumento de sección de conductores favorece la resistencia mecánica a los esfuerzos de cortocircuito.
· Si una fase en cualquier bobinado funciona defectuosa, las dos fases restantes pueden funcionar resultando una transformación monofásica, la carga que podría suministrar seria del 58% de la potencia normal trifásica.
· La construcción de los enrollamientos es más dificultosa y su coste, más elevado, especialmente cuando es para corrientes altas.
DESVENTAJAS:
Esta conexión es poco usada debido a las dificultades que presenta:
· Si las cargas en el circuito del transformador no están equilibradas (es lo que comúnmente ocurre), entonces los voltajes en las fases del transformador pueden llegar a desequilibrarse severamente.
· Los voltajes de terceros armónicos son grandes debido a la no linealidad del circuito magnético del hierro.
· Los neutros negativos son muy inestables, a menos que sean sólidamente conectados a una toma a tierra.
· Las unidades trifásicas de polaridad opuesta no pueden funcionar en paralelo, a no ser que la conexión de las fases del primario o del secundario de un transformador se invierta.
CONEXIÓN ESTRELLA – DELTA (Y-∆)
En esta clase de transformadores las tres fases del bobinado primario están conectadas en estrella y las del secundario en triángulo. Aquí el voltaje de línea primario está relacionado con el voltaje de fase por: VL1 =√3 VF2, mientras que el voltaje de línea secundario es igual al voltaje de fase secundario VL1 = VF2, por tanto la relación de voltajes de fase es: m= VF1 / VF2, por lo que la relación general entre voltajes de línea será:
VL1 / VL2 = √3 VF1/VF2 = √3 m
Expresión que indica que la relación de transformación general de la conexión Y –d es √3 veces mayor que la relación de transformación de voltajes de fase o de espiras.
La conexión estrella – delta o estrella – triangulo se usa generalmente para bajar de un voltaje alto a uno medio o bajo. Una razón de ello es que se tiene un neutro para aterrizar el lado de alto voltaje lo cual es conveniente y tiene grandes ventajas.
VENTAJAS:
· Esta conexión no presenta problemas con los componentes en sus voltajes de terceros armónicos, puesto que se consume una corriente circulante en el lado de la delta (triangulo).
· Es conveniente para los transformadores reductores de tensión, debido a las características inherentes de los enrollamientos en estrella para altas tensiones y de los enrollamientos en triangulo para las bajas tensiones.
· No presenta problemas con los componentes en sus voltajes de terceros armónicos, puesto que se consume una corriente circulante en el lado de la delta (triangulo).
· El neutro del primario se puede conectar con la tierra.
· El neutro del primario se mantiene estable por el secundario en triangulo.
· Es estable con respecto a cargas desequilibradas, debido a que la delta redistribuye cualquier desequilibrio que se presente.
DESVENTAJAS:
· Esta conexión tiene como desventaja que el voltaje secundario se desplaza en retraso 30° con respecto al voltaje primario del transformador, lo cual ocasiona problemas en los secundarios si se desea conectar en paralelo con otro transformador, siendo uno de los requisitos para conectar en paralelo, que los ángulos de fase de los secundarios del transformador deben ser iguales.
· No se puede disponer de un neutro en el secundario para conectar con la tierra o para una distribución de cuatro cables, a menos que se disponga de un aparato auxiliar.
· Un defecto en una fase hace que no pueda funcionar la unidad trifásica, hasta que se le repare.
El enrollamiento en el delta puede resultar débil mecánicamente en el caso de un transformador elevador con una tensión en el secundario muy alta, o con una tensión secundaria medianamente alta y potencia pequeña.
Circuito equivalente del transformador
Hemos analizado las partes reales de los bobinados, y reemplazamos las mismas por resistencias y reactancias concentradas que representan a los mismos, de forma tal que teniendo en cuenta lo hasta aquí analizado podemos reemplazar el transformador real por uno ideal con el agregado por separado de sus partes reales, de acuerdo a lo que muestra en la figura siguiente:
Esquema de un transformador monofásico con separación de sus partes reales
Debemos acotar que este circuito es una simplificación aproximada, ya que estamos contemplando ecuaciones del transformador ideal para su cálculo, pero facilita el estudio sin cometer grandes errores.
Circuito equivalente de un transformador referido al primario
En forma análoga el circuito, puede referirse al secundario con lo cual el circuito nos queda como se muestra en la siguiente figura:
Circuito equivalente de un transformador referido al secundario
Los valores de la resistencia del bobinado primario, y la reactancia de dispersión son valores pequeños comparados con los de la rama de excitación que representan al núcleo, por lo tanto, para poder simplificar los cálculos del circuito se coloca la rama en paralelo adelante, lo cual no trae aparejado un mayor error. O sea que el circuito nos queda como en la siguiente figura:
Circuito equivalente aproximado de un transformador
Para ciertos tipos de cálculo, como ser el cálculo de caídas de tensión, no se tiene en cuenta la rama de excitación, con lo cual el circuito nos queda de la siguiente manera:
Circuito equivalente reducido de un transformador
En las figuras siguientes se observan los valores en caso de vacío y carga del transformador de acuerdo a sus circuitos equivalentes reducidos y en los cuales se han agrupado las resistencias y reactancias de dispersión:
Circuito equivalente reducido de un transformador en vacío
Circuito equivalente reducido de un transformador en carga
Corrientes armónicas
Las armónicas son corrientes y/o voltajes presentes en un sistema eléctrico, con una frecuencia múltiplo de la frecuencia fundamental. Así, en sistemas con frecuencia de 60 Hz y cargas monofásicas, las armónicas características son la tercera (180 Hz), quinta (300 Hz), y séptima (420 Hz) por ejemplo. Con el creciente aumento en el uso de cargas no lineales (procedentes de la electrónica de potencia), se han empezado a tener algunos problemas en las instalaciones eléctricas debido a los efectos de las componentes armónicas de corrientes y voltajes en el sistema eléctrico, que no se contemplaban anteriormente. Entre estos están el sobrecalentamiento de cables, transformadores y motores, corrientes excesivas en el neutro, fenómenos de resonancia entre los elementos del circuito (si se cuentan con bancos de capacitores para corrección del factor de potencia) y en general la calidad en el suministro de energía eléctrica se ha ido deteriorando por la distorsión presente en los voltajes y corrientes.
Esta situación puede llegar a causar un funcionamiento incorrecto de muchos equipos (especialmente los menos robustos) que han sido diseñados para operar bajo condiciones normales (poca distorsión armónica). Además, se presenta un incremento en los costos de operación como resultado de algunos factores ligados a la generación de armónicas. Estos problemas han sido ampliamente analizados en la libros y artículos, se han desarrollado equipos de medición sofisticados que permiten realizar estudios acerca de éstos y además se cuenta con prácticas recomendadas para tener cierto grado de control sobre los mismos.
Se presentará un análisis de los efectos más comunes provocados por las armónicas en los sistemas eléctricos, en conjunto con una extensa biografía para el lector interesado en profundizar en el tema.
Fuentes de Armónicas
En general, cualquier tipo de carga no lineal conectada al sistema eléctrico causará distorsión armónica. A continuación se muestra una lista de ejemplos comunes de fuentes de armónicas en sistemas de potencia, entre las que se citan algunas cuyos efectos se pueden despreciar de manera segura en sistemas de distribución:
a. Saturación de transformadores
b. Corrientes de energización de transformadores
c. Conexiones al neutro de transformadores
d. Fuerzas magnetomotrices en máquinas rotatorias de corriente alterna
e. Hornos de arco eléctrico
f. Lámparas fluorescentes
g. Fuentes reguladas por conmutación
h. Cargadores de baterías
i. Compensadores estáticos de VAr’s
j. Variadores de frecuencia para motores (“drives”), inversores
k. Convertidores de estado sólido
Es importante señalar que las armónicas son una situación de estado estable, por lo que no se deben confundir con fenómenos transitorios. Aun y cuando las corrientes de energización en los transformadores son transitorios en sistemas eléctricos, también se pueden citar dentro de fuentes que producen armónicas si operan en sistemas que presentan una resonancia aguda en alguna de las frecuencias de esta corriente (en su mayoría la 2da, 3ra, 4ta y 5ta armónicas). Esto causaría una distorsión en voltaje que a su vez afectará a la corriente de energización del transformador, por ende excitando aún más la frecuencia de resonancia del sistema e incrementando la distorsión en voltaje hasta niveles que pueden degradar o dañar equipo en forma instantánea o eventual.
Efecto de las Armónicas.
Los efectos producidos por las armónicas en los componentes de los sistemas eléctricos han sido analizados tanto para circuitos particulares como para toda una red interconectada, no obstante en algunos casos es muy difícil cuantificarlos en forma específica puesto que dependen de muchos factores.
Efecto en transformadores:
La mayoría de los transformadores están diseñados para operar con corriente alterna a una frecuencia fundamental (50 ó 60 Hz), lo que implica que operando en condiciones de carga nominal y con una temperatura no mayor a la temperatura ambiente especificada, el transformador debe ser capaz de disipar el calor producido por sus pérdidas sin sobrecalentarse ni deteriorar su vida útil.
Las pérdidas en los transformadores consisten en pérdidas sin carga o de núcleo y pérdidas con carga, que incluyen las pérdidas I2R, pérdidas por corrientes de eddy y pérdidas adicionales en el tanque, sujetadores, u otras partes de hierro. De manera individual, el efecto de las armónicas en estas pérdidas se explica a continuación:
Pérdidas sin carga o de núcleo: producidas por el voltaje de excitación en el núcleo. La forma de onda de voltaje en el primario es considerada senoidal independientemente de la corriente de carga, por lo que no se considera que aumentan para corrientes de carga no senoidales. Aunque la corriente de magnetización consiste de armónicas, éstas son muy pequeñas comparadas con las de la corriente de carga, por lo que sus efectos en las pérdidas totales son mínimos.
Pérdidas I2R: si la corriente de carga contiene componentes armónicas, entonces estas pérdidas también aumentarán por el efecto piel.
Pérdidas por corrientes de eddy: estas pérdidas a frecuencia fundamental son proporcionales al cuadrado de la corriente de carga y al cuadrado de la frecuencia, razón por la cual se puede tener un aumento excesivo de éstas en los devanados que conducen corrientes de carga no senoidal (y por lo tanto en también en su temperatura).
Pérdidas adicionales: estas pérdidas aumentan la temperatura en las partes estructurales del transformador, y dependiendo del tipo de transformador contribuirán o no en la temperatura más caliente del devanado.
Factor de potencia
El factor de potencia es un indicador cualitativo y cuantitativo del correcto aprovechamiento de la energía eléctrica. También podemos decir, el factor de potencia es un término utilizado para describir la cantidad de energía eléctrica que se ha convertido en trabajo. Como el factor de potencia cambia de acuerdo al consumo y tipo de carga, repasaremos algunos conceptos para expresar matemáticamente el factor de potencia.
La medición de potencia en corriente alterna es más complicada que la de corriente continua debido al efecto de los inductores y capacitores. Por lo que en cualquier circuito de corriente alterna existen estos tres parámetros de inductancia, capacitancia y resistencia en una variedad de combinaciones.
En circuitos puramente resistivos la tensión (V) está en fase con la corriente (i), siendo algunos de estos artefactos como lámparas incandescentes, planchas, estufas eléctricas etc. Toda la energía la transforma en energía lumínica o energía calorífica.
Mientras que en un circuito inductivo o capacitivo la tensión y la corriente están desfasadas 90 ° una respecto a la otra. En un circuito puramente inductivo la corriente está atrasada 90 ° respecto de la tensión. Y en un circuito puramente capacitivo la corriente va adelantada 90 ° respecto de la tensión.
La potencia se puede definir como la capacidad para efectuar un trabajo, en otras palabras, como la razón de transformación, variación o transferencia de energía por unidad de tiempo.
Existen tres tipos de potencia:
Potencia activa
Los diferentes dispositivos eléctricos convierten energía eléctrica en otras formas de energía como: mecánica, lumínica, térmica, química, entre otras. Esta energía corresponde a la energía útil o potencia activa o simplemente potencia, similar a la consumida por una resistencia. Expresada en watts.
Potencia Reactiva
Los motores, transformadores y en general todos los dispositivos eléctricos que hacen uso del efecto de un campo electromagnético, requieren potencia activa para efectuar un trabajo útil, mientras que la potencia reactiva es utilizada para la generación del campo magnético, almacenaje de campo eléctrico que en sí, no produce ningún trabajo. La potencia reactiva esta 90 ° desfasada de la potencia activa. Esta potencia es expresada en volts-amperes reactivos. (VAR)
Potencia aparente
Es la que resulta de considerar la tensión aplicada al consumo de la corriente que éste demanda. Es también la resultante de la suma de los vectores de la potencia activa y la potencia reactiva. Esta potencia es expresada en volts-amperes ( VA ).
El factor de potencia (fp) es la relación entre las potencias activa (P) y aparente (S) si las corrientes y tensiones son señales sinusoidales. Si estas son señales perfectamente sinusoidales el factor de potencia será igual al cos φ, o bien el coseno del ángulo que forman los fasores de la corriente y la tensión, designándose en este caso como cos φ el valor de dicho ángulo.
En el triángulo de potencias se observa gráficamente que es el factor de potencia o cos φ y su relación entre las potencias en un circuito de corriente alterna.
El diagrama vectorial muestra para un circuito inductivo se observa que la corriente está atrasada a la tensión, existen dos componentes y uno de ellos es el vector AB, en fase con la tensión y es una potencia activa vista en la carga, la otra componente AC la cual esta atrasada 90 ° representa la potencia reactiva, por lo tanto la relación entre la potencia activa y aparente es llamado factor de potencia.
Porcentaje de regulación
La regulación de un transformador se define como al diferencia entre los voltajes secundarios en vacío y a plena carga, medidos en terminales, expresada esta diferencia como un porcentaje del voltaje a plena carga. Para el cálculo del voltaje en vacío se debe tomar en consideración el factor de potencia de la carga.
La carga de los transformadores de potencia varían constantemente, ocurriendo la mayor variación en los periodos de mayor actividad industrial y comercial, esto provoca que el voltaje en los secundarios de los transformadores varíen de acuerdo con la carga y el factor de potencia, dependiendo si esta en atraso, en adelanto o si es la unidad. Ya que todos los equipos eléctricos, electrónicos, motores, lámparas son muy sensibles a los cambios de tensión que pudiesen causarles daños es muy importante tener una buena regulación de voltaje, por lo que es muy importante conocer las características de los elementos constructivos de transformadores y líneas de transmisión, además de su comportamiento ante carga capacitiva, inductivas o resistiva.
El Coeficiente de Regulación de Voltaje o la Regulación de Voltaje (RV) es una cantidad que compara el voltaje de salida sin carga (en Vacío) con el voltaje de salida a plena carga y se define por la ecuación.
VS: Voltaje de Salida de una línea de transmisión o Voltaje Secundario de un transformador
A nivel de suministro de tensión se desea tener una regulación de voltaje tan pequeña como sea posible.
Para un transformador ideal, RV = 0%, lo cual nos indica que sus devanados no presentan una resistencia y no requiere de potencia reactiva para su funcionamiento. Sin embargo, los transformadores reales tienen cierta resistencia en los devanados y requieren de una potencia reactiva para producir su campo magnéticos, es decir, posee dentro de él impedancias en serie, tal y como se observa en la figura 1, entonces su voltaje de salida varía de acuerdo con la carga aun cuando el voltaje de entrada y la frecuencia permanezcan constante.
La variación de la tensión en el secundario depende esencialmente de dos variables, de la corriente absorbida por la carga y de su factor de potencia.
TIPOS DE MANTENIMIENTO
Tradicionalmente, se han distinguido 5 tipos de mantenimiento, que se diferencian entre sí por el carácter de las tareas que incluyen:
- Mantenimiento Correctivo: Es el conjunto de tareas destinadas a corregir los defectos que se van presentando en los distintos equipos y que son comunicados al departamento de mantenimiento por los usuarios de los mismos.
- Mantenimiento Preventivo: Es el mantenimiento que tiene por misión mantener un nivel de servicio determinado en los equipos, programando las intervencions de sus puntos vulnerables en el momento más oportuno. Suele tener un carácter sistemático, es decir, se interviene aunque el equipo no haya dado ningún síntoma de tener un problema.
- Mantenimiento Predictivo: Es el que persigue conocer e informar permanentemente del estado y operatividad de las instalaciones mediante el conocimiento de los valores de determinadas variables, representativas de tal estado y operatividad. Para aplicar este mantenimiento, es necesario identificar variables físicas (temperatura, vibración, consumo de energía, etc.) cuya variación sea indicativa de problemas que puedan estar apareciendo en el equipo. Es el tipo de mantenimiento más tecnológico, pues requiere de medios técnicos avanzados, y en ocasiones, de fuertes conocimientos matemáticos, físicos y/o técnicos.
- Mantenimiento Cero Horas (Overhaul): Es el conjunto de tareas cuyo objetivo es revisar los equipos a intervalos programados bien antes de que aparezca ningún fallo, bien cuando la fiabilidad del equipo ha disminuido apreciablemente de manera que resulta arriesgado hacer previsiones sobre su capacidad productiva. Dicha revisión consiste en dejar el equipo a Cero horas de funcionamiento, es decir, como si el equipo fuera nuevo. En estas revisiones se sustituyen o se reparan todos los elementos sometidos a desgaste. Se pretende asegurar, con gran probabilidad un tiempo de buen funcionamiento fijado de antemano.
- Mantenimiento En Uso: es el mantenimiento básico de un equipo realizado por los usuarios del mismo. Consiste en una serie de tareas elementales (tomas de datos, inspecciones visuales, limpieza, lubricación, reapriete de tornillos) para las que no es necesario una gran formación, sino tal solo un entrenamiento breve. Este tipo de mantenimiento es la base del TPM (Total Productive Maintenance, Mantenimiento Productivo Total).
MODELOS DE MANTENIMIENTO
Cada uno de los modelos que se exponen a continuación incluyen varios de los tipos anteriores de mantenimiento, en la proporción que se indica. Además, todos ellos incluyen dos actividades: inspecciones visuales y lubricación. Esto es así porque está demostrado que la realización de estas dos tareas en cualquier equipo es rentable. Incluso en el modelo más sencillo (Modelo Correctivo), en el que prácticamente abandonamos el equipo a su suerte y no nos ocupamos de él hasta que nos se produce una avería, es conveniente observarlo al menos una vez al mes, y lubricarlo con productos adecuados a sus características. Las inspecciones visuales prácticamente no cuestan dinero (estas inspecciones estarán incluidas en unas gamas en las que tendremos que observar otros equipos cercanos, por lo que no significará que tengamos que destinar recursos expresamente para esa función). Esta inspección nos permitirá detectar averías de manera precoz, y su resolución generalmente será más barata cuanto antes detectemos el problema. La lubricación siempre es rentable. Aunque sí representa un coste (lubricante y la mano de obra de aplicarlo), en general es tan bajo que está sobradamente justificado, ya que una avería por una falta de lubricación implicará siempre un gasto mayor que la aplicación del lubricante correspondiente.
Hecha esta puntualización, podemos definir ya los diversos modelos de mantenimiento posibles.
A. Modelo Correctivo
Este modelo es el más básico, e incluye, además de las inspecciones visuales y la lubricación mencionadas anteriormente, la reparación de averías que surjan. Es aplicable, como veremos, a equipos con el más bajo nivel de criticidad, cuyas averías no suponen ningún problema, ni económico ni técnico. En este tipo de equipos no es rentable dedicar mayores recursos ni esfuerzos.
B. Modelo Condicional
Incluye las actividades del modelo anterior, y además, la realización de una serie de pruebas o ensayos, que condicionarán una actuación posterior. Si tras las pruebas descubrimos una anomalía, programaremos una intervención; si por el contrario, todo es correcto, no actuaremos sobre el equipo.
Este modelo de mantenimiento es válido en aquellos equipos de poco uso, o equipos que a pesar de ser importantes en el sistema productivo su probabilidad de fallo es baja.
C. Modelo Sistemático
Este modelo incluye un conjunto de tareas que realizaremos sin importarnos cual es la condición del equipo; realizaremos, además, algunas mediciones y pruebas para decidir si realizamos otras tareas de mayor envergadura; y por ultimo, resolveremos las averías que surjan. Es un modelo de gran aplicación en equipos de disponibilidad media, de cierta importancia en el sistema productivo y cuyas averías causan algunos trastornos. Es importante señalar que un equipo sujeto a un modelo de mantenimiento sistemático no tiene por qué tener todas sus tareas con una periodicidad fija. Simplemente, un equipo con este modelo de mantenimiento puede tener tareas sistemáticas, que se realicen sin importar el tiempo que lleva funcionando o el estado de los elementos sobre los que se trabaja. Es la principal diferencia con los dos modelos anteriores, en los que para realizar una tarea debe presentarse algún síntoma de fallo.
Un ejemplo de equipo sujeto a este modelo de mantenimiento es un reactor discontinuo, en el que las materias que deben reaccionar se introducen de una sola vez, tiene lugar la reacción, y posteriormente se extrae el producto de la reacción, antes de realizar una nueva carga. Independientemente de que este reactor esté duplicado o no, cuando está en operación debe ser fiable, por lo que se justifica realizar una serie de tareas con independencia de que hayan presentado algún síntoma de fallo.
Otros ejemplos:
- El tren de aterrizaje de un avión
- El motor de un avión
D. Modelo de Mantenimiento de Alta Disponibilidad
Es el modelo más exigente y exhaustivo de todos. Se aplica en aquellos equipos que bajo ningún concepto pueden sufrir una avería o un mal funcionamiento. Son equipos a los que se exige, además, unos niveles de disponibilidad altísimos, por encima del 90%. La razón de un nivel tan alto de disponibilidad es en general el alto coste en producción que tiene una avería. Con una exigencia tan alta, no hay tiempo para el mantenimiento que requiera parada del equipo (correctivo, preventivo sistemático). Para mantener estos equipos es necesario emplear técnicas de mantenimiento predictivo, que nos permitan conocer el estado del equipo con él en marcha, y a paradas programadas, que supondrán una revisión general completa, con una frecuencia generalmente anual o superior. En esta revisión se sustituyen, en general, todas aquellas piezas sometidas a desgaste o con probabilidad de fallo a lo largo del año (piezas con una vida inferior a dos años). Estas revisiones se preparan con gran antelación, y no tiene porqué ser exactamente iguales año tras año.
Como quiera que en este modelo no se incluye el mantenimiento correctivo, es decir, el objetivo que se busca en este equipo es CERO AVERÍAS, en general no hay tiempo para subsanar convenientemente las incidencias que ocurren, siendo conveniente en muchos casos realizar reparaciones rápidas provisionales que permitan mantener el equipo en marcha hasta la próxima revisión general. Por tanto, la Puesta a Cero anual debe incluir la resolución de todas aquellas reparaciones provisionales que hayan tenido que efectuarse a lo largo del año.
Algunos ejemplos de este modelo de mantenimiento pueden ser los siguientes:
- Turbinas de producción de energía eléctrica.
- Hornos de elevada temperatura, en los que una intervención supone enfriar y volver a calentar el horno, con el consiguiente gasto energético y con las pérdidas de producción que trae asociado.
- Equipos rotativos que trabajan de forma continua.
- Depósitos reactores o tanques de reacción no duplicados, que sean la base de la producción y que deban mantenerse en funcionamiento el máximo número de horas posible.
Normas
NOM
Las Normas Oficiales Mexicanas (NOM) son regulaciones técnicas de observancia obligatoria expedidas por las Dependencias de la Administración Pública Federal, que establecen reglas, especificaciones, atributos, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado y las que se refieran a su cumplimiento o aplicación.
La Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales (SEMARNAT) expide las NOM del Sector Ambiental con el fin de establecer las características y especificaciones, criterios y procedimientos, que permitan proteger y promover el mejoramiento del medio ambiente y los ecosistemas, así como la preservación de los recursos naturales.
Para facilitar su consulta, las NOM vigentes del Sector Ambiental se clasificaron en las siguientes materias: Agua, Contaminación por Ruido, Emisiones de Fuentes Fijas, Emisiones de Fuentes Móviles, Impacto Ambiental, Lodos y Biosólidos, Medición de Concentraciones, Metodologías, Protección de Flora y Fauna, Residuos y Suelos.
Cabe señalar que las NOM elaboradas conjuntamente por la SEMARNAT y otras Secretarías, además de estar clasificadas por materia, también pueden consultarse bajo la categoría de Elaboración Conjunta con otras Secretarías, por ejemplo, la NOM-086-SEMARNAT-SENER-SCFI-2005, “Especificaciones de los combustibles fósiles para la protección ambiental”, puede consultarse en las categorías de Fuentes Fijas y de Elaboración Conjunta con otras Secretarías.
NMX
Las Normas Mexicanas (NMX) son regulaciones técnicas de aplicación voluntaria expedidas por la Secretaría de Economía, las cuales prevén para un uso común y repetido reglas, especificaciones, atributos, métodos de prueba, directrices, características o prescripciones aplicables a un producto, proceso, instalación, sistema, actividad, servicio o método de producción u operación, así como aquellas relativas a terminología, simbología, embalaje, marcado o etiquetado.
Conforme a la clasificación emitida por la Secretaría de Economía, las NMX elaboradas por la Secretaría de Medio Ambiente y Recursos Naturales y por la Comisión Nacional del Agua, y aprobadas por el Comité Técnico de Normalización Nacional de Medio Ambiente y Recursos Naturales (COTEMARNAT), corresponden al Sector de “Protección Ambiental” cuya letra de identificación es “AA”.
Para facilitar su consulta, las NMX vigentes del Sector Ambiental fueron clasificadas por materia dentro de las siguientes categorías: Agua, Atmósfera, Fomento y Calidad Ambiental, Potabilización de Agua, Protección de Flora y Fauna, Residuos, Ruido y Suelo.
NYCE
Normalización y Certificación Electrónica S.C. (NYCE), es una Sociedad Civil de carácter no lucrativo, constituida en 1994 con el propósito de realizar actividades de normalización y evaluación de la conformidad NYCE, es un organismo con 20 años de experiencia en el desarrollo de estándares y en evaluación de la conformidad de diferentes normas establecidas a nivel nacional (NOM, NMX) e internacional (ISO, IEC). Contamos con un amplio portafolio de servicios en certificación, verificación, normalización y capacitación.
NYCE es un aliado estratégico de la industria y sus consumidores, comprometido en ofrecer seguridad y confianza han desarrollado un portafolio con 40 servicios en las áreas de certificación, verificación, normalización y capacitación para diversos sectores. NYCE busca consolidar la armonía entre empresas y consumidores dentro de los mercados en los que participan.
Su objetivo es desarrollar estándares y evaluar la conformidad, para facilitar a loss usuarios el acceso a mercados, en forma ágil y transparente, garantizando la seguridad del consumidor, su salud, el cuidado del medio ambiente y la protección de las vías generales de comunicación.
ANCE
Fue fundada en 1992 por un grupo de empresarios interesados en colaborar y la seguridad de los productos, crearon una institución privada sin fines de lucro, para brindar apoyo en materia de certificación de producto para el sector eléctrico.
Buscando atender las necesidades de diversos sectores, desarrollan estándares y regulaciones para tener efecto en un mayor número de industrias con actividades de normalización y evaluación de la conformidad.
Realizan actividades en certificación, inspección, verificación, sistemas de gestión, pruebas de laboratorio y capacitación
EMA
La entidad mexicana de acreditación, a.c. es una entidad de gestión privada en nuestro país, que tiene como objetivo acreditar a los organismos de la evaluación de la conformidad: Laboratorios de ensayo, laboratorios de calibración, laboratorios clínicos, unidades de verificación (organismos de inspección), organismos de certificación, Proveedores de Ensayos de Aptitud y a los Organismos Verificadores/Validadores de Emisión de Gases Efecto Invernadero (OVV GEI).
Referencias:
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