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Seguridad de las conexiones eléctricas

Primero, una instalación adecuada Los equipos eléctricos, como los interruptores automáticos, con frecuencia están diseñados con conexiones de tornillo para permitir una conexión bien apretada con los cables o barras. Estos equipos siempre incluyen especificaciones del fabricante para aplicar el par de apriete requerido y lograr conexiones sólidas. Los instaladores y cuadristas conocen estas especificaciones, pero a veces les resulta difícil llevarlas a cabo. Tanto apretar demasiado como de forma insuficiente puede dañar la conexión de diferentes maneras. Sabiendo que la instalación adecuada representa un desafío continuo, Schneider Electric desarrolló una punta que se rompe para limitar el par de apriete, para su uso en algunas de sus líneas de productos. Esta herramienta elimina la necesidad de una llave dinamométrica calibrada y al mismo tiempo garantiza un apriete adecuado de las conexiones del cable. Pero el hecho es que apretar adecuadamente la conexión es solo el primer paso. Con el tiempo, los cables sufren el fenómeno de la fluencia: reconfiguran lentamente sus secciones transversales con el tiempo en reacción a la presión de conexión inicial. Por lo general, esto produce una disminución de la presión en la conexión, lo que puede conducir a la oxidación, lo que a su vez aumenta la resistencia eléctrica de la conexión, por lo que empieza a calentarse más. Los efectos térmicos de calentamiento y enfriamiento que ocurren cuando el flujo de corriente en el cable aumenta y disminuye respectivamente, aceleran aún más la fluencia y la conexión se afloja. La conclusión es que el sobrecalentamiento en los puntos de conexión es indicativo de un mal funcionamiento. Una forma de evitar el aflojamiento que conduce al sobrecalentamiento es comprar solo productos de alta calidad ensamblados a partir de componentes de alta calidad, incluidos los terminales para cable. La solución en un dispositivo Para combatir este aflojamiento inevitable, Schneider Electric ha desarrollado una tecnología de compensación de fluencia llamada EverLink™, que se ha incorporado a varias de sus líneas de productos de interruptores automáticos y contactores. EverLink introduce un elemento de resorte en la conexión que mantiene la presión de conexión adecuada durante años a pesar de la deformación en el cable y las tensiones térmicas normales creadas por el flujo de corriente. En algunas aplicaciones, el elemento de resorte, como se muestra en la Figura 1, rodea el tornillo, y en otras el elemento de resorte es parte del borne de conexión. En ambas configuraciones, el resorte se carga a medida que se aprieta la conexión durante la instalación del cable. Figura 1 – Expansión de cables debido a la fluencia Después de la instalación inicial, para la cual se ha confirmado el par adecuado utilizando una llave dinamométrica o bien la punta de ruptura, el elemento de resorte asegura que no se afloje la conexión con el tiempo. Gracias a su capacidad de mantener la presión mediante un resorte, la tecnología EverLink de Schneider Electric garantiza que se mantenga el contacto total en las conexiones eléctricas incluso cuando se produce la fluencia del material. Utilidad de las imágenes termográficas El hecho de que las conexiones eléctricas debilitadas se calienten es malo para la seguridad y la eficiencia, pero permite localizar una conexión problemática desde una distancia segura sin hacer contacto, y generalmente mucho antes de que ocurra un fallo. La tecnología de imagen termográfica ha recorrido un largo camino en los últimos años. Hoy en día, las pequeñas cámaras infrarrojas portátiles, como se muestra en la Imagen 1, permiten a los usuarios obtener rápidamente una lectura de temperatura precisa simplemente apuntando a un objeto. El software generalmente proporciona una imagen mejorada y codificada por colores para que los usuarios puedan determinar muy fácilmente qué está caliente y qué no. La termografía es solo una forma de identificar conexiones problemáticas, pero quizás sea una de las formas más fáciles y rápidas de hacerlo. Aquí hay algunas consideraciones a tener en cuenta: La captura de imágenes termográficas no requiere ningún contacto con el terminal, por lo que se puede hacer sin desconectar el cuadro o circuito revisados. Para obtener una imagen precisa de la integridad de la conexión, el circuito debería haberse energizado a plena intensidad durante algún tiempo antes de la prueba para que se haya estabilizado térmicamente. También deben observarse otros signos de aumento de temperatura. La decoloración del material (del aislamiento de los cables o del material del equipo, por ejemplo) o los olores pueden indicar un aumento anormal de la temperatura y la necesidad de volver a apretar. Las campañas de inspección con cámara termográfica son tan eficaces que pueden reemplazar de manera eficaz a las campañas periódicas de apriete tradicionalmente necesarias. Cuando se descubren conexiones aflojadas, deben volver a apretarse con el par de apriete especificado en la instalación original. Vale la pena señalar nuevamente que para que una inspección de imagen termográfica sea eficaz, es necesario que la instalación se estabilice térmicamente y funcione a su máximo consumo eléctrico. Esto requiere repetir sistemáticamente las inspecciones en diferentes momentos porque no todas las áreas de un edificio están en plena carga al mismo tiempo. Además, si la inspección se realiza al comienzo del aflojamiento de un conector, la resistencia en esa conexión puede no degradarse lo suficiente como para generar un calentamiento significativo, y en este caso, la cámara termográfica no detectará el terminal aflojado.

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Mantenimiento en fábricas: Hacia un centro de comando unificado

Los operadores de plantas industriales saben desde hace mucho tiempo que una mayor disponibilidad, junto con la reducción de los gastos, son dos palancas efectivas para maximizar la rentabilidad. Tradicionalmente, los operadores adoptaban prácticas de mantenimiento preventivo (como recorrer las instalaciones, realizar verificaciones aleatorias y paradas anuales) para evitar los fallos en el equipo. Aunque estas acciones periódicas pueden ayudar a evitar algunos problemas, los estudios han demostrado que la mayoría de ellas se pueden evitar. El mantenimiento preventivo requiere mucha mano de obra, además de mucho tiempo, y es propenso a errores humanos. Además, no elimina la posibilidad de fallos catastróficos. Las prácticas de mantenimiento preventivo no se pueden erradicar, pero es necesario evolucionar hacia una estrategia de mantenimiento basada en condiciones. La monitorización del estado de sistemas y activos permite supervisar parámetros y eventos específicos y, así, identificar cambios en el rendimiento o en las condiciones de un equipo, o de sus componentes, para planificar acciones correctivas de manera rentable. Una solución eficaz de mantenimiento basado en condiciones permite monitorizar la condición de los activos automáticamente en tiempo real. La mejor manera de implementar con éxito un mantenimiento basado en condiciones es comprender los retos y problemas a los que se tienen que enfrentar las empresas cuando adoptan por primera vez esta estrategia: Un entorno técnico complejo, con múltiples protocolos, diferentes tipos de activos y de varios proveedores. Los diferentes tipos de activos son seguidos por una amplia gama de sistemas de monitorización de condiciones, completamente diferentes entre sí. El ingeniero de mantenimiento se ve obligado a gestionar varios sistemas y estar familiarizado con muchas interfaces de usuario diferentes, simplemente para cumplir con su función.Esto redunda en una sobrecarga de datos e islas de información, que a su vez hace imposible diferenciar y priorizar los datos de los activos de forma automática y en tiempo real. Algunas instalaciones todavía dependen de los trabajadores para realizar observaciones de campo de forma manual. Los técnicos van de un activo a otro, papel en mano, verificando su estado e informando sobre posibles anomalías. Esto requiere mucho tiempo, es tedioso y está sujeto a errores y omisiones.También implica riesgos de seguridad y hace que sea casi imposible realizar analíticas avanzadas de tendencias, para optimizar el rendimiento. Satisfacer las necesidades de un amplio abanico de profesionales implicados, desde el Gerente de Planta hasta el Supervisor/Técnico de Mantenimiento y los Operadores de Planta. La capacidad de acceder a la información sobre la marcha y actuar en función de ella, mediante dispositivos portátiles como smartphones, tablets, etc., se está convirtiendo en una necesidad para el personal de mantenimiento. Un programa de mantenimiento basado en condiciones bien ejecutado proporciona muchos beneficios: alarmas anticipadas de posibles fallos, reducción de los tiempos de parada no planificados, reducción de los costes de mantenimiento y de inventario, reducción de riesgos con menos inspecciones en alturas, etc. Un sistema tan completo requiere la colaboración entre equipos, facilitada por las tres funciones clave: Monitorizar, Decidir y Actuar, como se muestra en la Figura 1 a continuación. Figura 1 Solución de monitorización basada en condiciones Capa de monitorización: supervisar el estado de los activos para un mayor awareness Como hemos mencionado, una fábrica típica cuenta con una amplia variedad de activos de automatización (desde válvulas a instrumentación) y activos de producción (como bombas, ventiladores, motores, etc.). La capa de monitorización del sistema de monitorización de condiciones aprovecha múltiples motores incorporados para supervisar automáticamente el estado de los activos de toda la planta en tiempo real y presenta la información en un panel de control común y unificado, lo que permite respuestas más rápidas y efectivas ante condiciones anormales. Técnicas de monitorización de condición Las técnicas de monitorización de condición potencial que se pueden aplicar a varios tipos de activos son: Activos conectados: Se trata de equipos que acumulan datos de forma continua, incluyendo los que pueden proporcionar información sobre su estado casi en tiempo real. Estos datos a menudo se recopilan aprovechando el SCADA de la planta o mediante sensores dedicados. Activos inteligentes conectados: Los proveedores están incorporando cada vez más activos conectados de nueva generación capaces de impulsar las estrategias de mantenimiento predictivo. El monitor de condición puede aprovechar la información de contexto predictivo incorporado para supervisar la condición de los activos inteligentes. Por ejemplo, los dispositivos de campo y drives. Por lo general, dicho sistema de monitorización de condiciones es capaz buscar online la información de diagnóstico nueva o actualizada de los activos en tiempo real, interpretar los datos en base a las condiciones conocidas y transformarlos en información fácil de entender. Se agrega información adicional (como datos de ubicación, área de la planta, NAMUR 107, etc.) para poder priorizar el mantenimiento. Activos conectados no inteligentes: Para la automatización no inteligente, la condición se monitoriza utilizando reglas simples o complejas, según el activo. Si es necesario, se pueden instalar sensores adicionales para monitorizar y capturar los datos de los activos de salud del monitor. El sistema de monitorización buscará datos nuevos o actualizados de estos sensores disponibles a través de OPC DA, y aplicará reglas simples o complejas para monitorizar el estado de los activos. También en este caso, se agrega información adicional (como datos de ubicación, área de la planta, NAMUR 107, etc.) para poder priorizar el mantenimiento. Activos obsoletos: En las plantas más antiguas, los activos obsoletos o no instrumentados a menudo representan del 40 al 60% de la base de activos, lo que convierte la recopilación de datos en un proceso manual. En este caso, muchas de las causas que contribuyen a los fallos no se pueden monitorizar digitalmente y solo pueden capturarse mediante inspecciones frecuentes. Actualmente se han reemplazado los procesos en papel, propensos a errores, con apps móviles interactivas. La solución incluye un software configurable y dispositivos portátiles robustos o dispositivos móviles que permiten crear procedimientos de inspección y reglamentarios y recopilar datos. También asignará, programará y ejecutará inspecciones e informará sobre las averiguaciones, que se priorizan según el nivel de gravedad del problema. Parámetros como la temperatura ambiente, el polvo, la corrosión, la vibración, el ruido, etc. que afectan a

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Mantenimiento basado en el estado de los equipos

La infraestructura de distribución eléctrica es la base a través de la cual se suministra energía de manera segura a los procesos industriales en todo el mundo. La importancia del mantenimiento para evitar tiempos de parada no planificados  Esta importante infraestructura de distribución de energía funciona las 24 horas del día, los 7 días de la semana, y en algunos casos, durante años, sin interrupción. Entre bastidores, los gerentes de planta han utilizado estrategias de mantenimiento probadas para evitar tiempos de parada no planificados. Sin embargo, hoy en día, las tecnologías conectadas y el Industrial Internet of Things (IIoT) ofrecen nuevos e innovadores servicios de supervisión que controlan continuamente el estado de los equipos y, con el apoyo de una Oficina de Servicios con personal experto, generan unas notificaciones avanzadas en caso que detecten un comportamiento anormal en algún equipo. Los posibles problemas se abordan mucho antes de que se produzca un riesgo para la seguridad o un impacto costoso en el funcionamiento de la planta. El alcance de los equipos críticos de distribución eléctrica que ahora se pueden supervisar continuamente incluye transformadores de tipo seco y transformadores en aceite, conmutadores de media tensión y conmutadores de baja tensión, y unidades de protección de motores, por nombrar algunos. Simula tu potencial ROI con EcoStruxure Asset Advisor ROI calculator. A continuación se muestra un ejemplo sobre cómo estas nuevas técnicas de mantenimiento basadas en el estado de los equipos y los datos, empleadas por una Oficina de Servicios con personal experto, evitaron un costoso fallo de suministro a un gran hospital en EE. UU. Un gran transformador de potencia, un equipo de distribución eléctrica común y crítico, se equipó con sensores térmicos para supervisar continuamente la temperatura de los devanados. La Oficina de Servicios detectó una temperatura anormalmente alta en uno de los devanados del transformador. Se informó al cliente y se analizó con él la supuesta causa de este suceso: un posible deterioro del aislamiento en el devanado del transformador. Sobre la base de esta indicación principal y el diagnóstico avanzado, se programó la sustitución del transformador. A fin de minimizar cualquier otro deterioro adicional, se implementó una desconexión de cargas o reducción de potencia para reducir la carga eléctrica en los devanados del transformador. El equipo fue supervisado exhaustivamente hasta que se instaló la unidad de sustitución. En este caso, las técnicas del IIoT y los sensores de temperatura conectados agregaron datos de rendimiento de los equipos a la nube, que la Oficina de Servicios interpretó como un indicador anticipado de un posible fallo en un equipo crítico que hubiera sido muy costoso. El cliente validó el valor de esta notificación avanzada al señalar que, en esta misma instalación, un transformador similar falló hace unos años. Se estimó que las pérdidas causadas por la parada superaron el millón de dólares en trabajos de limpieza, reparación y reducción de los ingresos, además del impacto no controlado en la reputación.

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