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¿Qué es lo nuevo en la edición 2015 de la Norma ANSI/EASA AR 100?

Publication date: 
November 2015
Author(s): 
Tom Bishop, P.E., EASA Senior Technical Support Specialist
Type of media: 
Article

La Práctica Recomendada para la Reparación de Máquinas Eléctricas Rotativas de EASA, denominada ANSI/EASA AR100, fue aprobada por primera vez como norma nacional estadounidense en 1998. A partir de esta fecha, ha sido revisada y aprobada en cuatro ocasiones más: 2001, 2006, 2010 y ahora en 2015.

Una descripción resumida del proceso de revisión y aprobación de la AR100 es la siguiente: El Comité de Servicios Técnicos de EASA (TSC) revisa la Práctica Recomendada y propone cambios; a continuación un grupo de estudio aprueba y realiza comentarios a las propuestas realizadas por el TSC.

El grupo de estudio está conformado por representantes de centros de servicio, del gobierno, de laboratorios de prueba, usuarios finales y por aquellos que tengan un interés general en el tema. Por requisito de ANSI, en el grupo de estudio debe existir una participación balanceada (equitativa) de los representantes de cada sector. Después que el grupo de estudio y el TSC alcanzan un acuerdo unánime, el documento revisado se envía a la junta directiva de EASA para su aprobación. Una vez aprobado por la junta, se solicita a ANSI que apruebe la revisión como Norma Nacional Estadounidense. El proceso completo debe realizarse dentro de los cinco años siguientes a la revisión anterior.

La edición 2015 de la AR100, contiene cerca de 100 revisiones de la versión previa. En www.easa.com se encuentra disponible una versión PDF de la AR100, que incluye los cambios resaltados. Este artículo se centrará en explicar los cambios más significativos, en orden de apartado y de aclarar algunas de las razones para realizarlos. Así mismo, también explica los efectos causados por estos cambios en el Programa de Certificación de EASA.

1.12 Autorización para la Entrega (nuevo apartado): Se agregó una recomendación que indica que debe haber una autorización para poder hacer la entrega de una máquina una vez esta se ha reparado, ej. “Conforme para entregar u OK final.” Se considera como buena práctica, que exista alguien que certifique la reparación “con una firma”, indicando que la máquina ya se encuentra reparada y puede regresar a las instalaciones del cliente.

La Lista de Verificación del Programa de Certificación de EASA ya incluye este paso como requisito.

2.6 Balanceo o Equilibrado: El nivel de calidad del balanceo o equilibrado dinámico de las máquinas que funcionan a más de 2500 rpm cambió a G1.0; las máquinas que giran por debajo de las 2500 rpm conservan el grado de calidad G2.5.

Este cambio refleja la tendencia en la industria, tanto en los centros de servicio como en los usuarios finales, de realizar balanceos o equilibrados dinámicos más precisos, de las partes rotativas que giran a las velocidades más altas. Este cambio afectará a los centros de servicio que ya han sido certificados por EASA y a aquellos que estén considerando certificarse. Efectivo a partir de Agosto de 2016, el nivel de equilibrado G1.0 para máquinas que funcionan a más de 2500 rpm, formará parte de los requisitos del Programa de Certificación de EASA.

2.7 Anillos Rozantes: Se ha agregado una tolerancia específica para el acabado superficial de los anillos rozantes. Esta medida se encuentra entre 40 y 60 micro-pulgadas (1.02 a 1.52 micrones). La directriz previa era algo subjetiva, refiriéndose a que el acabado de la superficie de los anillos rozantes debía ser suave y pulido.

2.8.1 Mecanizado (de colectores): Se ha añadido una tolerancia específica para el acabado de las superficies de los colectores. Esta medida se encuentra entre 40 y 60 micro-pulgadas (1.02 a 1.52 micrones). Al igual que en los anillos rozantes, la directriz anterior era un tanto subjetiva, refiriéndose a que el acabado superficial de los colectores debía ser suave y pulido.

2.12 Entrehierro de las Máquinas: Se ha ampliado el alcance de las tolerancias de los entrehierros. La edición anterior solo estaba dirigida a máquinas de C.C. El apartado revisado establece un 10% de tolerancia en la variación del entrehierro promedio para todas las máquinas.

3.1.1 Láminas del Núcleo: Se aclara que los núcleos de las armaduras y de los estatores se deben probar antes y después de retirar los bobinados. Posteriormente, la revisión establece que se debe verificar si existen  puntos calientes en los núcleos y determinar las pérdidas. El cambio principal consiste en que el alcance es ahora más amplio, incluyendo las armaduras; la razón para este cambio es que los núcleos de las armaduras forman parte de un circuito de CA y pueden alcanzar e incluso sobrepasar las frecuencias típicas de un motor de CA. Por tanto, el estado del núcleo puede afectar significativamente el calentamiento y las pérdidas.

3.3 Desmantelamiento de los Bobinados: Se han agregado límites de temperatura de 700ºF (370ºC) para los núcleos aislados con barnices orgánicos y de 750ºF (400ºC), para los núcleos aislados con barnices inorgánicos. Estos límites de temperatura, durante muchos años, han sido parte del Manual Técnico de EASA. Dado que estos límites han sido o deberían ser, una práctica común, estos han sido adoptados por la AR100. A no ser que se sepa que el aislamiento del núcleo es inorgánico, también se considera como buena práctica asumir que el aislamiento de las láminas o chapas del núcleo es orgánico. Por tal razón, en la mayoría de los casos, se deberá utilizar el límite de temperatura de 700ºF (370ºC). Además, como medida conservadora, el Programa de Certificación de EASA prescribe utilizar un límite de 700ºF (370ºC).

3.7 Bobinas de Campo: Para mayor claridad, se eliminó el texto del apartado principal. El texto fue reubicado adecuadamente en los apartados 3.7.1 y 3.7.2.

4.2.5 Prueba de Onda de Choque del Bobinado (antes 4.2.6): Se aclara que la prueba de onda de choque, antiguamente denominada “prueba de comparación de impulsos” aplica a un devanado completo (completamente terminado), nuevo o usado. La referencia previa acepta realizar pruebas a parte de los devanados. Los niveles de prueba recomendados no cambian, pero se clarifica la aplicabilidad de la prueba.

4.2.6 Ensayo del Aislamiento Inter laminar (antes 4.2.7): En relación a la prueba del aislamiento inter laminar, el contenido de este apartado ha sido ampliado para incluir los tipos de pruebas y los parámetros de evaluación de los núcleos; incluyendo que el nivel de flujo empleado para la prueba del núcleo después de remover los bobinados, se debe mantener dentro del 5% del valor del flujo utilizado para la prueba del núcleo antes de retirar los bobinados. Las razones de estos cambios son las de lograr que el apartado sea más específico y menos subjetivo.

4.2.7 Prueba de Aislamiento de los Rodamientos (antes 4.2.8): El criterio de evaluación para la prueba de aislamiento de los rodamientos ha variado, haciendo énfasis en que no existe un consenso en la industria para el aislamiento de los rodamientos, en los motores accionados con variadores de frecuencia electrónicos (VFDs). Aunque el valor mínimo de 1 megaohmio de la edición anterior sigue aplicando a los motores alimentados con fuentes de corriente continua o sinusoidales (ej. redes de servicios públicos), el cambio refleja la incertidumbre que existe en relación con la prueba de aislamiento de los rodamientos de los motores que funcionan con VFDs. Cuando en el futuro se alcance un consenso en la industria sobre la prueba de aislamiento de los rodamientos de estos motores, la Práctica Recomendada considerará adoptarla como prueba.

Apartados 4.2.8 al 4.2.11: Todas los apartados del punto principal 4.2 describen pruebas utilizadas en la AR100. Se han agregado los apartados 4.2.8 al 4.2.11 para explicar las pruebas de balanceo de fases (4.2.8), de polaridad (4.2.9) y de falso rotor [antes prueba de rotación con bola metálica] (4.2.10), que no habían sido descritas anteriormente y para explicar también la nueva prueba de impedancia (4.2.11).

4.3.1 Devanados de Estator y Rotor Bobinado: Ahora, las pruebas de resistencia del bobinado y de onda de choque se deben efectuar en cada reparación; antes eran opcionales. La prueba de resistencia de aislamiento también deberá realizarse en cada reparación. Este “endurecimiento” de la recomendación, permite alinear la AR100 con la práctica generalmente aceptada por la industria. Esto es, que casi todos los centros de servicio hacen la prueba de resistencia de aislamiento y muchos realizan la prueba de resistencia de los bobinados. No obstante, no todos cuentan con equipos de onda de choque. La prueba de onda de choque es la única prueba que permite detectar fallos o defectos en los aislamientos entre espiras, entre bobinas y entre fases del bobinado. Este cambio afectará a los centros de servicio que ya están certificados por EASA o a aquellas empresas que piensan certificarse. Efectivo a partir de Agosto de 2016, un equipo de onda de choque calibrado será parte de los requisitos del Programa de Certificación de EASA.

Apartados 4.3.3 al 4.3.4: Ahora, la prueba de resistencia de aislamiento se deberá realizar en cada reparación; antes era opcional para las armaduras (4.3.3) y para los bobinados de campo shunt, serie e interpolos y devanados de rotores sincrónicos (4.3.4). La razón para realizar estos cambios en las pruebas de estos apartados, es la misma que justifica el cambio de la prueba de aislamiento en el apartado 4.3.1. 
4.4 Prueba de Alta Tensión (hipot): Como un avance más en la internacionalización de la AR100, se ha agregado el término “conectada a tierra o masa” cada vez que se menciona la palabra “aterrizada” o “aterrizamiento”. Este cambio aplica a todo el documento y se hace referencia del mismo en este apartado en particular, ya que es aquí donde se menciona con más frecuencia dicho término. 

4.4.2.3 Accesorios de Máquinas con Bobinados no Reacondicionados: En este apartado se ha agregado un criterio de aceptación para la prueba de resistencia de aislamiento de los accesorios. El texto previo es un poco subjetivo, indicando que solo era necesario comprobar el aislamiento. Vale la pena mencionar, que otras normas no indican un nivel específico para la prueba de resistencia de aislamiento de los accesorios, lo que ahora si se hace en este apartado.

4.5 Pruebas en Vacio: Se ha agregado que para efectuar las pruebas en vacio, las máquinas deben estar aseguradas sobre una base sólida o resiliente. También se han añadido recomendaciones para las pruebas de motores de CA y CC que funcionan por arriba de su velocidad base. La razón para el primer cambio en este apartado, es la de permitir claramente, que la AR100 concuerde con los requisitos existentes en las normas NEMA e IEC. El segundo cambio aplica a motores que funcionan por arriba de su velocidad base, como algunos motores de CA accionados con VFDs que funcionan con frecuencias de salida mayores a la frecuencia de línea y motores de CC con debilitamiento de campo.

La razón principal para verificar el funcionamiento de los motores accionados con VFDs a su máxima frecuencia nominal (y velocidad), es para confirmar que los niveles de vibración son aceptables. Para los motores CC con debilitamiento de campo, las principales razones son para comprobar que tanto la conmutación (chisporroteo) como las vibraciones, son aceptables. 

Tabla 4-5 Valores Límites de Vibraciones Globales: Se han revisado estos valores para hacerlos coincidir con los de las normas NEMA e IEC. Además, el cambio simplifica y clarifica el contenido de la tabla. 
La tabla continúa proporcionando valores para motores montados sobre bases resilientes em indica que estos valores se deben multiplicar por 0.8, en caso de que existan condiciones de montaje rígidas.

Conclusión

Con el paso del tiempo, el comité de servicios técnicos continuará revisando y mejorando la AR100. Dentro de unos pocos años, el proceso de revisión se convertirá en uno de los puntos activos de la agenda del comité. Una de las metas principales de la AR100 consiste en incluir la mayor parte de buenas prácticas, como sea posible. En el futuro, cuando se desee o sea necesario agregar una nueva buena práctica, al Programa de Certificación de EASA, se deberá utilizar como canal a la AR100, dado que este es el documento base o la fuente principal utilizada por este programa. Debido a que la AR100 se revisa periódicamente, la norma se convierte en un “documento vivo”.

Los cambios en la AR100 no solo ayudan al Programa de Certificación de EASA, sus buenas prácticas y las demás directrices, permiten que los centros de servicio la utilicen para realizar reparaciones de calidad, que conservan y en algunos casos mejoran, la confiabilidad y la eficiencia de las máquinas eléctricas rotativas.

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