Módulo 09
Mecánica y edificios
Fuera del tablero, el calor viene de la fricción, del vapor, de la combustión o del clima. Aquí casi nada se resuelve con una foto: se resuelve comparando, con tendencia y midiendo en la condición adecuada.
Objetivos
- Reconocer en un motor la firma de rodamiento, desalineación, ventilación obstruida y desbalance de tensión.
- Llevar una tendencia normalizada con alarma sobre la línea base.
- Leer trampas de vapor, aislamientos y refractarios.
- Orientar el diagnóstico de un aire acondicionado y saber qué lo confirma.
- Elegir hora y ΔT para inspeccionar paredes y techos.
Motores eléctricos
Motor sano en régimen: carcasa bastante uniforme, algo más caliente en el centro, y alojamientos de rodamientos más fríos que la carcasa. Lo que se busca:
| Condición | Firma térmica | Confirmación |
|---|---|---|
| Rodamiento con fricción | Un alojamiento más caliente que el otro y que la carcasa. | Vibraciones, lubricante. |
| Desalineación | Acople y rodamientos calientes a ambos lados del acople. | Alineación láser. |
| Ventilación obstruida | Carcasa caliente en general; aletas sucias; ventilador tapado. | Limpieza y nueva medición. |
| Desbalance de tensión o fase débil | Carcasa más caliente que su gemelo sin causa mecánica; un conductor más caliente en la caja. | Tensiones y corrientes por fase. |
| Exceso de grasa | Rodamiento caliente justo después de engrasar. | Cantidad y frecuencia de lubricación. |
La carcasa no es el devanado. Las clases de aislamiento (B 130 °C, F 155 °C, H 180 °C) limitan el devanado, no la carcasa; 80 °C de carcasa pueden ser normales en un motor y anormales en otro. La referencia es el mismo motor en su línea base o un gemelo con igual carga.
Ejemplo resuelto · desbalance de tensión
Líneas a 476, 460 y 452 V. Promedio 462,7 V; desviación máxima 13,3 V; desbalance = 13,3 / 462,7 = 2,9 %. Regla de NEMA MG 1: la elevación del devanado sube ≈ 2 × 2,9² ≈ 17 % (de 80 °C a ≈ 93 °C). Se ve como un motor «más caliente que su gemelo» sin firma mecánica.
Tendencia y línea base
Diagnostica el cambio respecto a la línea base del mismo equipo. Para que la tendencia sirva:
- Mismo punto, misma posición, mismos parámetros (ε, Trefl, distancia).
- Normalice: elevación sobre el ambiente (T − Tamb) o diferencia lado acople menos lado opuesto.
- Registre carga y velocidad; compare solo condiciones similares.
- Alarma sobre la línea base (por ejemplo, +10 °C de elevación), no sobre un absoluto que cambia con la estación.
Exceso = elevación de hoy − elevación media de las primeras mediciones sanas. Ejemplo: línea base 28 °C; hoy 68 °C con ambiente 29 °C → elevación 39 °C, exceso +11 °C: dispara la alarma de +10 °C.
Laboratorio 1
Tendencia de un rodamiento
Treinta semanas de lecturas del alojamiento lado acople (LA), del lado opuesto (LOA) y del ambiente. Avance semana a semana. Compare la vista absoluta con la elevación sobre el ambiente y con la diferencia LA − LOA. Emita la alerta en la semana que considere oportuna: ni por ruido, ni tarde. Se completa con una alerta oportuna.
Acoples y bombas
Las piezas que giran se ven más frías que las fijas porque la cámara promedia su superficie: compare el acople con el eje y la carcasa adyacentes, no con absolutos. Un acople elástico desalineado se calienta en marcha. En bombas, un sello mecánico caliente indica caras sin lubricación o marcha en seco; una carcasa muy caliente con la descarga cerrada es caudal cero: toda la potencia se vuelve calor en el fluido.
Trampas de vapor y aislamientos
Una trampa deja pasar el condensado y retiene el vapor. Compare entrada y salida:
- Funcionando: entrada cerca de la saturación (8 bar absolutos ≈ 170 °C); salida claramente más fría.
- Pasa vapor: entrada y salida ambas cerca de la saturación.
- Bloqueada: entrada y salida frías; el condensado se acumula aguas arriba.
Una trampa que pasa vapor y una que descarga mucho condensado caliente se ven parecidas: confirme con ultrasonido. Sobre chapa o acero brillante, mida sobre cinta o pintura.
Aislamientos y refractarios. En hornos, calderas y tuberías calientes, la pérdida de refractario o aislamiento es una zona caliente en la envolvente, de bordes definidos y fija entre pasadas. Reporte su temperatura frente a la envolvente sana y su área. Ejemplo: envolvente a 120 °C con una zona a 250 °C (aire 30 °C) pierde ≈ 3,8 kW más por m², unos 33 MWh al año en continuo: la reparación se justifica sola.
Aire acondicionado
En expansión directa, mire tres cosas:
- Condensadora: serpentín uniforme, gas caliente arriba y líquido subenfriado abajo. Zonas irregulares: aletas sucias, poco aire o mala distribución. La temperatura de condensación (de la presión, no de la imagen) suele estar 8 a 14 K sobre el aire de entrada; mucho más, el serpentín no rechaza calor.
- Evaporadora y ductos: zonas sin enfriar (bajo refrigerante o mala distribución), fugas de aire frío en uniones, condensación donde falta aislamiento.
- Parte eléctrica: contactor, capacitor y bornes del compresor, con los criterios del módulo 7.
La cámara orienta; confirman las presiones, el sobrecalentamiento y el subenfriamiento.
Envolventes y humedad en techos
Aquí se mide cómo la envolvente deja pasar o guarda calor. Sin flujo suficiente, los defectos no se ven:
- Paredes (aislamiento y fugas de aire): al menos 10 °C de diferencia interior-exterior sostenidos varias horas (ASTM C1060). En clima cálido el flujo va hacia adentro: inspeccione desde el interior con el edificio acondicionado.
- Humedad en techos planos: el aislamiento mojado guarda más calor. Al atardecer de un día soleado, con cielo despejado, el techo seco se enfría rápido y lo mojado sigue tibio; al mediodía el patrón no se ve o se invierte. Membrana seca, sin lluvia reciente, poco viento (ASTM C1153). Protección contra caídas; no pise aislamiento deteriorado.
Laboratorio 2
Casos mecánicos y de edificio
Motor con rodamiento, acople, condensadora de aire acondicionado, trampa de vapor y techo con humedad. Mida, identifique el mecanismo, clasifique y recomiende. Se completa al resolver 3 casos con 75 % o más.
Resumen
- Rodamiento: un alojamiento más caliente. Desalineación: acople y rodamientos a ambos lados. Ventilación: carcasa general. Desbalance: más caliente que su gemelo sin firma mecánica (≈ 2 × (%)²).
- Tendencia: mismo punto y parámetros, normalizada por ambiente y carga; alarma sobre la línea base.
- Trampas: ambas calientes = pasa vapor; ambas frías = bloqueada; confirme con ultrasonido. Refractarios: zona caliente fija; reporte área y temperatura.
- Aire acondicionado: la cámara orienta; presiones, sobrecalentamiento y subenfriamiento confirman.
- Edificios: ΔT interior-exterior ≥ 10 °C sostenido; humedad en techos al atardecer tras un día soleado, sobre membrana de ε alta.