Sensores inteligentes para motores

Casi toda la tecnología de los motores que usamos actualmente se desarrolló en el período de setenta años que va de 1820 a 1890, con el primer motor eléctrico de CC conmutada inventado por el científico británico William Sturgeon en 1833. Claramente, el proceso de producción —y las necesidades resultantes en equipos— ha cambiado mucho desde entonces y hay una gran variedad de actividades comerciales actuales que pueden seguir el ritmo de la última tecnología. En este artículo, Simone Wendler, directora del segmento de alimentación y bebidas para el sector de motores y generadores de ABB, nos explica qué podemos esperar de la nueva generación de sensores inalámbricos para motores, que ofrecen una potente recopilación y análisis de datos en un pequeño paquete.

Se estima que los motores eléctricos representan el 45 por ciento de la demanda global de electricidad. No es sorprendente si consideramos que se usan para accionar todo tipo de dispositivos desde bombas a ventiladores y compresores, y en sectores tan diferentes como el industrial, comercial, agrícola y del transporte. El problema reside en que el sector cada vez más complejo de los alimentos y bebidas, exige que los motores estén continuamente en marcha durante largos períodos de tiempo. Ello puede llevar a fallos prematuros de los motores si no se les monitoriza detalladamente.

En tales situaciones, llevar a cabo la monitorización tradicional del estado del motor es un proceso que consume mucho tiempo y dinero. Para la mayoría de las empresas que usan motores de baja tensión, a menudo es más barato simplemente hacer funcionar el motor hasta que falle y reemplazarlo por otro. Esto plantea enfrentarse a períodos de inactividad inesperados, pérdida de producción y posiblemente daños secundarios a otros equipos. Sin embargo, este enfoque además puede conducir a la degradación de ciertos elementos perecederos del alimento o de la bebida que forzará a la fábrica a gastar un tiempo precioso limpiando y preparando nuevamente el equipo antes de poder volver a producir.

El auge del Internet industrial de las cosas (IIoT por sus siglas en inglés) combinado con un mayor foco en la eficiencia energética, implica que ya no es necesario que los motores funcionen hasta reventar. En cambio, la nueva tecnología abre un abanico de oportunidades para realizar importantes mejoras en el funcionamiento. Con los dispositivos IIoT, las empresas pueden hacer un mejor uso de los análisis de "big data" y de la comunicación de máquina a máquina (M2M) para mejorar la eficiencia energética y diagnosticar fallos antes de que se produzcan. Los dispositivos IIoT permiten mejorar las condiciones de monitorización, ayudando a que los técnicos de mantenimiento supervisen y recopilen de forma remota los datos de funcionamiento que contribuyen a minimizar los períodos de inactividad inesperados.

Aunque es un gran avance para las fábricas inteligentes del futuro, los directores de producción no podrán reemplazar toda su flota de motores analógicos de un día para otro. Si bien los modernos motores de inducción trifásica son mucho más eficientes, pequeños y ligeros que los de hace 120 años, el principio básico no ha cambiado demasiado. Ello crea una barrera comercial para quienes quieren adoptar la tecnología inteligente, pero carecen de los recursos para hacer una revisión de todos los sistemas.

Para hacer frente a este problema, ABB ha desarrollado el sensor inteligente ABB AbilityTM para motores de baja tensión. El sensor inteligente se puede retroadaptar en pocos minutos a muchos tipos de motores de baja tensión actuales. Se conecta al bastidor del motor sin cables y usa Bluetooth de baja energía para transferir datos de funcionamiento a una aplicación para smartphone, a un PC o incluso los cifra y los sube a la nube para realizar análisis avanzados.

Entre la información que recopila el sensor figura la siguiente: distintos tipos de vibración, estado de los cojinetes, eficiencia refrigerante, excentricidad del entrehierro, estado del bobinado del motor, temperatura superficial, consumo de energía, carga, horas de funcionamiento, cantidad de arranques y velocidad en RPM.

Gracias a todos estos datos, el operador sabe en qué momento el motor necesita recibir mantenimiento. Los análisis avanzados en la nube también pueden proporcionar consejos sobre el estado de toda la flota de motores. Los datos recopilados por ABB demuestran que los sensores inteligentes pueden ayudar a reducir los períodos de inactividad del motor hasta un 70 por ciento, ampliar su vida útil hasta un 30 por ciento y reducir el consumo de energía hasta un 10 por ciento, un indicador claro de que es el mantenimiento predictivo más que el reactivo, el que aumenta la fiabilidad.

Así las cosas, y aunque hemos recorrido un largo camino desde los días en que William Sturgeon creó el primer motor, los directores de producción que deseen progresar en este camino deberían profundizar en cuestiones como la monitorización del estado y los sensores inteligentes para entrar realmente en la era del IIoT.