¿Qué son los armónicos en una instalación eléctrica?

     Aunque muchos no lo admitan, la mayoría de los jefes de mantenimiento tenemos pesadillas con los armónicos de nuestras instalaciones. Es algo que tenemos muy presente, pero que en muchos casos no es díficil de solucionar por completo, teniendo en cuenta de que, si tu instalación es antigua, las actuaciones a realizar suelen ser complejas además de que no son baratas… Se trata de un tema en muchos casos complicado de explicar a tu jefe, a tu cliente o a cualquiera que no haya sufrido antes las consecuencias.

     Si intentamos definir qué son los armónicos podríamos decir que se trata de una distorsión o malformación de la corriente eléctrica generada por ciertos equipos electrónicos porque no nos están consumiendo según una onda senoidal “normal” sino que dicha onda está desviada. ¿Cuánto? Pues dependerá de los equipos que tengamos en la línea, si son variadore de motores, fuentes de alimentación, SAIs, convertidores de potencia…

     Más técnicamente, podríamos decir que cuando una carga eléctrica se alimenta de una fuente alterna, absorbe corriente. Si la corriente absorbida es también sinusoidal, la carga es lineal, pudiendo estar en fase con la tensión (carga resistiva), adelantada (carga capacitiva) o retrasada (carga inductiva).

     Hay también otros tipos de carga en los que la corriente absorbida puede no ser sinusoidal, por lo que tendrá un cierto contenido de distorsión en armónicos. Hablamos de cargas no lineales. Un ejemplo muy común, son los rectificadores, en los que se usan diodos y tiristores para convertir la corriente alterna en continua. Estos los encontramos en la parte de potencia de los variadores de velocidad.

     Lo que sí debemos tener claro es cómo los armónicos pueden afectar a nuestra instalación generando disparos intempestivos de interruptores y diferenciales, sobrecalentamiento en los aislamientos de conductores, disminución del factor de potencia y deterioro de las baterías de condensadores (debido a la resonancia/ amplificación). Ni que decir tiene que esos mismos equipos electrónicos que generan los armónicos también sufren sus consecuencias, así que no te sorprendas si un variador muere súbitamente un día sin una razón aparente. Otro punto importantísimo es la comunicación de datos. Puede sucederte que una avería que das por cerrada cuando sustituyes un cable de red, que a priori hayas visto algo dudoso, pueda volver a sorprenderte al poco tiempo porque lo que realmente hay detrás son armónicos.

     ¿Y qué hacemos para librarnos de estos problemas?

     En el mercado hay multitud de soluciones, no obstante, algunas posibles soluciones “generales” son las enumeradas a continuación.

  • Sobredimensionamiento de conductores. Uso de un neutro para cada fase.
  • Utilización de transformadores de aislamiento de estrella-triángulo, con secundario en zig-zag o con doble secundario.
  • Filtros pasivos como las impedancias antiarmónicas o los shunt resonantes, formados por elementos pasivos como inductancias y condensadores. Filtros activos y convertidores “limpios”.
  • Separación de los elementos no lineales de las cargas “limpias” en una instalación eléctrica. Si no lo podemos hacer, al menos distribuyendo los armónicos. No deben conectarse todos los equipos perturbadores sobre una misma salida de la distribución. Interrelacionando cargas lineales y no lineales, la distorsión de la tensión puede ser reducida.
  • Utilización de diferenciales superinmunizados.
  • Incorporando inductancias de choque a los rectificadores. Si equipamos los rectificadores con filtros de choque, la corriente de entrada será una onda semi-cuadrada. Algunos variadores de velocidad importados no incorporan filtros de choque de forma estándar, por lo que la producción de armónicos es muy elevada. Si no instalamos una inductancia de choque en el bus de continua, se deben añadir en la parte de alterna

     Si se quiere ampliar información, Fluke dispone en su web de un artículo breve pero muy interesante sobre este tema: Fluke – Troubleshooting power harmonics

     En la página de Voltimun, también hay referencias al respecto: ¿Qué son los armónicos en las redes eléctricas y como nos afectan?

     Otra fuente de información: Schneider – Detección y Filtrado de Armónicos

 

Seguridad en Máquinas: Puesta en Marcha Intempestiva (2)

Repito una entrada anterior a petición de algunos lectores. En breve nueva entrada con actualización al respecto.

ToothedMantener una máquina parada mientras haya personas en zonas peligrosas es uno de los aspectos más importantes a considerar en el diseño de una máquina.

La elevada automatización de las máquinas que actualmente se comercializan ha hecho que los prevencionistas (y diseñadores) deban prestar más atención a la potencialidad de la puesta en marcha intempestiva de una máquina ya sea por error técnico y en muchos casos, por error humano. Por eso es uno de los riesgos que deben considerarse en la evaluación de riesgos correspondiente.

Pero, comencemos por el principio:

¿Qué es una puesta en marcha intempestiva?

Es cualquier puesta en marcha debida a :

  • una orden de puesta en marcha como resultado de una fallo interno de un sistema de mando o de una influencia externa sobre dicho sistema
  • una orden de puesta en marcha generada por una acción humana inoportuna sobre un órgano de accionamiento de puesta en marcha o sobre otros elementos de la máquina como por ejemplo, un detector o un elemento de mando del circuito de potencia.
  • el restablecimiento de la alimentación de energía después de una interrupción.
  • influencias externas / internas (gravedad, viento, autoencendido en los motores de combuestión interna…) sobre elementos de la máquina.

¿Cómo debemos proteger al trabajador en estos casos? ¿Qué modificaciones técnicas tengo que aplicar a la máquina para evitar estos arranques? 

Una de las soluciones más usada en la industria es la consignación de equipos o LO-TO (Lock Out – Tag Out). Se trata de una medida en la que el trabajador utiliza unos dispositivos especialmente diseñados para bloquear los elementos de accionamiento de los equipos. El bloqueo se materializa cuando el trabajador canda el dispositivo con un candado cuyo control será único y exclusivo de él. Ningún otro trabajador podrá desbloquear el equipo.

Además de esta medida, hay otras medidas, distintas de la consignación, que también habría considerar, como son los enclavamientos asociados al sistema de mando.

En diferentes niveles de la máquina se introducen, separadamente o combinadas, órdenes de parada mantenidas. Estas órdenes de parada pueden ser generadas por dispositivos que ordenan la parada o por dispositivos de protección. Además de las órdenes de parada mantenidas, o en lugar de ellas, se puede utilizar una separación mecánica o la inmovilización de las partes móviles.

Si nos fijamos en el esquema siguiente, una orden accidental de puesta en marcha no sucederá si es generada por un componente de la máquina situado por encima del nivel A, B o C en el que se ha introducido la orden de parada mantenida, o si se ha aplicado una separación mecánica de nivel D o una inmovilización de las partes móviles de nivel E.

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Para mayor información, consultar la norma UNE-EN 1037:1995 +A1:2008 Seguridad en Máquinas: “Prevención de una Puesta en Marcha Intempestiva”

¿A qué llamamos “Calidad” en mantenimiento? (1)

antreda.averiaLa gestión del mantenimiento en una industria es una de las tareas más complejas que podemos tener. Independientemente de si se trata de mantenimiento correctivo o preventivo (o incluso predictivo) juegas con muchas variables: la presión de la producción, los costes, el tiempo, el personal de mantenimiento, los proveedores…

Después de leer varios libros de mantenimiento, la mayoría llega a la misma conclusión:

Calidad  = Máxima disponibilidad al mínimo coste

Pero realmente,¿qué significa esto?

Significa muchas cosas. Podemos traducirlo en muchas cosas, como por ejemplo:

  • Que dispongamos de mano de obra en la  cantidad suficiente y con el nivel de organización necesario.
  • Que la mano de obra esté suficientemente cualificada para acometer las tareas que sea necesario llevar a cabo
  • Que el rendimiento de dicha mano de obra sea lo más alto posible.
  • Que dispongamos de los útiles y herramientas más adecuadas para los equipos que hay que atender.
  • Que los materiales que se empleen en mantenimiento cumplan los requisitos necesarios.
  • Que el dinero gastado en materiales y repuestos sea el más bajo posible.
  • Que se disponga de los métodos de trabajo más adecuados para acometer las tareas de mantenimiento.
  • Que las reparaciones que se efectúen sean  fiables, es decir, no vuelvan a producirse en un largo periodo de tiempo.
  • Que las paradas que se produzcan en los equipos como consecuencia de averías o intervenciones programadas no afecten al Plan de Producción, y por tanto, no afecten a nuestros clientes (externos o internos)
  • Que dispongamos de información útil y fiable sobre la evolución del mantenimiento que nos permita tomar decisiones

Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE-2007)

pipesEl Reglamento de Instalaciones Térmicas en los Edificios (RITE), establece las exigencias de eficiencia energética y seguridad que deben cumplir las instalaciones térmicas en los edificios para atender la demanda de bienestar e higiene de las personas tanto en las fases de diseño, dimensionado y montaje, como durante su uso y mantenimiento.

Pero, ¿qué instalaciones térmicas tendré que considerar?

Se tendrán en cuenta todas aquellas instalaciones fijas de climatización (ventilación, refrigeración y calefacción) y de producción de agua caliente para usos sanitarios, destinadas a atender la demanda de bienestar e higiene de las personas en cualquier tipo de edificio, incluso edificios de uso industrial.

Las exigencias básicas que pretende este reglamento son, entre otras:

  • Lograr el bienestar térmico de los usuarios.
  • Delimitar los espacios de un edificio y su uso.
  • Diseñar instalaciones saludables.
  • Mantener la calidad del aire (y controlar las emisiones al medio ambiente)
  • Recuperar energía (sostenibilidad)

El documento está organizado en 2 partes bien diferenciadas. En la primera, se tratan temas generales, como por ejemplo, las condiciones administrativas de las instalación, los requisitos de las empresas instaladoras, etc.

Sin embargo, en la segunda parte ya se definen temas más técnicos. Se plantean 4 Instrucciones Técnicas (Diseño y Dimensionado; Montaje; Mantenimiento y Uso; Inspección)

A continuación, os enlazo uno de los apartados que tiene la web del Instituto para la Diversificación y Ahorro de Energía (IDAE) referente a unas Guías  Técnicas de Ahorro y Eficiencia Energética en Climatización: Enlace – Guías IDAEguia idae-portada

Seguridad contra Incendios en los Establecimientos Industriales.

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La legislación española que está actualmente vigente en cuanto a la seguridad contra incendios en entornos industriales es el Real Decreto 2267/2004, de 3 de diciembre, por el que se aprueba el “Reglamento de seguridad contra incendios en los establecimientos industriales”

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Este reglamento tiene por objeto establecer y definir los requisitos que deben satisfacer y las condiciones que deben cumplir los establecimientos e instalaciones de uso industrial para su seguridad en caso de incendio, para prevenir su aparición y para dar la respuesta adecuada, en caso de producirse, limitar su propagación y posibilitar su extinción, con el fin de anular o reducir losdaños o pérdidas que el incendio pueda producir a personas o bienes.
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El documento está organizado en varios anexos. En ellos se establecen tanto los requisitos constructivos (Anexo II), como los de las instalaciones de protección contra incendios (Anexo III) que deben cumplir los estableci­mientos industriales. Estos requisitos se fijan de acuerdo a la clasificación que se realiza en el Anexo I, en función de su configuración y ubicación con relación a su entorno y del nivel de riesgo intrínseco.
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Un aspecto importante a tener en cuenta a la hora de consultar este reglamento es que en distintos apartados se hace referencia a la NBE-CPI/96, norma que quedó derogada por el actual “Código Técnico de Edificación”, que entró en vigor en el 2006.
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Además de ello, en lo que se refiere a la regulación de las condiciones que deben cumplir los aparatos, equipos ysistemas, así como su instalación y mantenimiento, además de la regulación delos instaladores y mantenedores, hay que consultar el “Reglamento de Instalaciones de Protección contra Incendios”, aprobado por el Real Decreto 1942/1993, de 5 de noviembre, y en la Orden de 16 de abril de 1998.
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A continuación os enlazo un vídeo que resume los tipos de fuegos y los medios de extinción de los mismos.
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Documentos de referencia:

Feliz día de la Tierra!

FELIZ DÍA DE LA TIERRA!

dia de la tierra

Este 2014 el Día de la Madre Tierra se centrará en las ciudades verdes, con el objetivo de movilizar a millones de personas para lograr un medio ambiente saludable y sostenible. En la actualidad, más de la mitad de la población mundial vive en las ciudades. A medida que la población urbana crece y los efectos del cambio climático empeoran, nuestras ciudades deben evolucionar

Es hora de que invirtamos en energías renovables y en eficiencia energética, reconstruyamos nuestras ciudades y empecemos a resolver el problema del cambio climático.

 NOTA: Si quieres consultar la Resolución que aprueba la Asamblea General el 22 de abril de 2009 como día de la tierra, pincha aquí

 

Comercialización de Máquinas

El Instituto Nacional de Seguridad e Higiene en el Trabajo  publicó hace ya tiempo dentro del grupo de fichas de divulgación normativa, una referente a la “Comercialización de Maquinaria” que es de especial utilidad sobre todo a aquellos que trabajamos a diario con máquinas de cualquier tipo, porque cuando la Directiva de Máquinas que actualmente está vigente, cuando hablamos de máquinas no sólo hablamos de máquinas independientes sino también de conjuntos de máquinas, de equipos intercambiables, de componentes de seguridad, de accesorios de elevación, de cadenas, cables y cinchas o de dispositivos amovibles de transmisión mecánica.

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El objetivo principal de la Directiva de Máquinas es la eliminación de las barreras a la libre circulación de máquinas en la Unión Europea, mediante la armonización de los requisitos esenciales de seguridad y saludaplicables a su diseño y construcción. En virtud del artículo 95 del Tratado constitutivo de la Comunidad Europea, dichos requisitos garantizan un nivel elevado de seguridad para las personas, en particular, para los trabajadores, ante los riesgos derivados de la utilización de máquinas.

Uno de los aspectos a destacar es que el fabricante debe ser capaz de probar que ha adoptado las medidas adecuadas para garantizar la seguridad de su máquina. De hecho, en muchos casos la Directiva incide más en la manera de trabajar del fabricante (diseño, desarrollo, construcción, documentación, relación con proveedores, etc.) que en el resultado final (el producto). Si el fabricante, sistemáticamente y de manera adecuada, tiene en cuenta la seguridad en todos los aspectos de la creación de su máquina, el resultado final debería ser una máquina segura. En el caso de que se produzca un accidente, la autoridad competente comprobará si el fabricante ha cumplido efectivamente los requisitos de la Directiva en el diseño y construcción de la máquina. El expediente técnico, que debe estar disponible antes de la puesta en el mercado, es el elemento de prueba más importante para demostrarlo.

Además es esencial que durante el diseño se realice la evaluación de los riesgos de la máquina. El proceso de evaluación debe estar documentado, junto con las decisiones adoptadas para reducir los riesgos. El fabricante debe ser capaz de demostrar que se han aplicado los principios de integración de la seguridad contenidos en el requisito esencial 1.1.2b del Anexo I de la Directiva de Máquinas y que la máquina cumple con todos los requisitos esenciales aplicables.

Recomiendo la lectura de esta ficha divulgativa porque aclara muchos aspectos que quizás no queden tan claros cuando se lee la Directiva de Máquinas. La podéis leer en este enlace:

Ficha divulgativa INSHT: Comercialización de Maquinaria

 

Mantenimiento Práctico. Rodamientos.

     La ventaja más importante de los rodamientos radica en que el rozamiento inicial de arranque no es mucho mayor que en funcionamiento y además en que el coeficiente de rozamiento, salvo para valores extremos, varía poco con la carga y con la velocidad. Esta propiedad hace a los rodamientos especialmente indicados para máquinas que arrancan y paran con frecuencia y que están sometidas a carga.
     No obstante, el mantenimiento de ciertas máquinas puede llegar a ser un quebradero de cabeza si no prevés la frecuencia de fallo y la vida útil de los rodamientos. Está claro que esta vida útil depende de ciertos factores :  la carga, la velocidad de trabajo, la lubricación, el montaje, la temperatura, las fuerzas exteriores causadas por desalineaciones, desequilibrios, etc., de ahí que sea prácticamente imposible determinar su duración por métodos analíticos.
     La importancia y criticidad de estos elementos hace necesaria la utilización de técnicas modernas de mantenimiento predictivo (basadas en el análisis de vibraciones) que contribuyan a un mejor reconocimiento de su estado y, por lo tanto, de la disponibilidad de las máquinas rotativas en las que están instalados.
     Si queréis saber sobre este tema, Sinais Ingeniería de Manteniento ha elaborado un “Curso de Vibraciones”, en el que incluye un capítulo dedicado a los Rodamientos.
     Por si alguno quiere saber cómo se fabrican los rodamientos, os enlazo un vídeo del programa televisión “How it’s made” que lo explica claramente.

Hidrógeno: ¿combustible del futuro?

Los sistemas energéticos del futuro deben ser más limpios y más eficientes, flexibles y fiables para dar respuesta a la creciente demanda de energía. La economía del hidrógeno ofrece una solución potencial para satisfacer las necesidades globales de energía, a la vez que reduce (e incluso elimina) las emisiones de dióxido de carbono y otros gases de efecto invernadero, y mejora la seguridad en el suministro energético.

En España, diferentes asociaciones y grupos, como la Asociación Española del Hidrógeno, la Asociación Española de Pilas de Combustible, o la Plataforma Tecnológica Española del Hidrógeno y de las Pilas de Combustible, trabajan desde hace años para promover el hidrógeno como combustible. No obstante, a diferencia de otros países, el hidrógeno no cuenta en España con un respaldo claro del gobierno y sigue importando anualmente enormes cantidades de combustibles fósiles para la industria y el transporte.

Buscando información sobre el tema, he encontrado un documental de “Documentos TV” que habla extensamente sobre este tema.

Aunque es antiguo vale la pena verlo. Es muy ilustrativo. Y para los peques de la casa, Tadeo Jones “viaja al Centro Nacional del Hidrógeno (CNH2), en Puertollano, abriendo una puerta al hidrógeno, sus tecnologías y aplicaciones, acercando de manera divertida y sencilla esta temática de la ciencia a niños y mayores”

Puedes ver el capítulo “Tadeo Jones te descubre el hidrógeno” aquí.

¿Qué requisitos deben tener los resguardos?

resguardos

Todo resguardo o dispositivo de protección que se instale en una máquina y/o equipo debe cumplir con los siguientes requisitos:

En cuanto a la seguridad, principalmente debe controlar y eliminar el riesgo e impedir el acceso a cualquier zona de peligro de la máquina durante su funcionamiento y/o su reparación.

Respecto a la producción, su diseño debe estar adaptado a la máquina y al trabajo específico que se realiza. No debe interferir en la producción ni en el mantenimiento de la máquina.

En referencia a la calidad de construcción, los resguardos deben ser partes integrantes de la máquina y formar con ella un sistema coherente. Deben ser construidos con un material resistente bajo condiciones de uso normal.

Según el RD1435/1992, de 27 de noviembre, relativo a las disposiciones de aplicación de la Directiva del Consejo 89/392/CEE, sobre máquinas, los requisitos específicos para los resguardos, en función de su tipología, son:

1) Resguardos fijos.

  • Los resguardos fijos quedarán sólidamente sujetos en su lugar
  • Su fijación estará garantizada por sistemas para cuya apertura se necesite utilizar herramientas.
  • Siempre que ello sea posible, no podrán permanecer en su puesto si carecen de sus medios de fijación.

2) Resguardos móviles.

A) Los resguardos móviles del tipo A:

  • siempre que ello sea posible, habrán de permanecer unidos a la máquina cuando sean abiertos.
  • estarán asociados a un dispositivo de enclavamiento que impida que los elementos móviles empiecen a funcionar mientras se pueda acceder a dichos elementos, y que provoque la parada cuando dejen de estar en posición de cierre.

B) Los resguardos móviles de tipo B estarán diseñados e integrados dentro del sistema de mando, de tal manera que:

  • sea imposible que los elementos móviles empiecen a funcionar mientras el operador pueda entrar en contacto con ellos.
  • la persona expuesta no pueda entrar en contacto con los elementos móviles que estén en movimiento.
  • para regularlos se precise una acción voluntaria, por ejemplo, utilización de una herramienta, de una llave, etc.
  • la ausencia o el fallo de uno de sus órganos impida la puesta en marcha o provoque la parada de los elementos móviles.
  • se garantice una protección con un obstáculo adecuado si hubiera peligro de proyección.

3) Resguardos regulables que restrinjan el acceso.

Los resguardos regulables que restrinjan el acceso a las partes de los elementos móviles estrictamente necesarias para el trabajo:

  • deberán poder regularse manualmente o automáticamente, según el tipo de trabajo que vaya a realizarse.
  • deberán poder regularse sin herramientas y fácilmente.
  • reducirán tanto como sea posible el riesgo de accidente por proyección.

En el caso de disposictivos de protección, éstos estarán diseñados e integrados dentro del sistema de mando, de tal manera que sea imposible que los elementos móviles empiecen a funcionar mientras el operador pueda entrar en contacto con ellos.

Además deberá cumplirse que :

  • la persona expuesta no pueda entrar en contacto con los elementos móviles que estén en movimiento.
  • para regularles se precise una acción voluntaria, por ejemplo, utilización de una herramienta, de una llave, etc.
  • la ausencia o el fallo de uno de sus componentes impida la puesta en marcha o provoque la parada de los elementos móviles.