EL SONIDO Y LA FURIA
Corría el año 1984, yo tenía 27 años, cuando me tocó dirigir la primera ampliación importante en una usina. Se instaló en el ingenio donde trabajaba un generador BBC de 3125kVA que venía de sufrir un accidente: se soltó un cable que lo estaba sosteniendo y se cayó desde 80 cms con sus 10 toneladas a cuestas. En aquella época aun existía la fábrica en Suiza y ahí se envió su rotor, que aparentemente se había torcido, para una reparación completa. A mí me tocó recibir el rotor reparado para su montaje ahora en su nuevo emplazamiento. El generador era accionado por una turbina de acople directo de 2500kW. El conjunto ahora reparado tenía una falla que no presentaba antes del accidente, según comentaban los usuarios anteriores: cuando la carga pasaba de 1500kW había un notable cambio en el ruido y comenzaba una fuerte vibración. Mis jefes, mayores que yo obviamente, apuntaron a la BBC de Suiza y un posible descuido en la reparación del rotor. Mi postura fue confiar en ese elemento que fue reparado y controlado nada menos que en la fábrica y sospechar del estator que compartió la caída. El profesional que tomó la decisión de mandar el rotor a Suiza descartó algún problema en el estator como motivo de la caída por el hecho mismo de ser un elemento "estático" que no tiene movimiento alguno, (de ahí su nombre) y por lo tanto no merecía la misma atención.
Mi costado musical me llevó a analizar el "ruido" que producía la máquina antes y después de la barrera de 1500kW para ver si lograba descubrir algo. Llevé un micrófono Shure SM58 que mi hermana me había regalado para esa época y una jirafa, o pie de micrófono. Lo apunté al generador y con un osciloscopio (analógico por supuesto) observé la forma de onda del ruido. Siendo una máquina de 3000rpm y con una turbina girando a idéntica velocidad, la forma de onda del sonido tenía una predominante forma senoidal y de frecuencia fundamental (50Hz o 3000 ciclos por minuto). Hice aumentar la carga del generador hasta que pasando los 1500kW de manera muy puntual el ruido cambió bruscamente. La onda senoidal sufrió una deformación que era muy evidente: los cuartos de ciclos crecientes tanto positivo como negativo sufrieron un fuerte incremento en amplitud y los cuartos de ciclo descendientes una disminución. Era una muestra muy evidente que se había sumado una importante segunda armónica (100Hz) en fase con la fundamental. Hice un informe en máquina de escribir, previo a todo soporte digital, describiendo la experiencia y deduciendo matemáticamente las ecuaciones de los esfuerzos mecánicos en el paquete de chapas del estator donde el producto de 2 senoidales (tensión y corriente) da una senoidal de frecuencia doble (100Hz). De haber existido alguna falla tanto eléctrica como mecánica proveniente del rotor esto hubiera producido una perturbación de 50Hz, jamás de 100Hz. Mi conclusión fue que en la caída quedaron flojos los soportes del núcleo del estator y ahí estaba el origen del ruido y la vibración. Finalizada esa zafra pudimos apretar todos los anclajes del estator y al año siguiente pudo entregar sin problemas sus 2500kW y así continúa hasta el día de hoy. Yo propuse a partir de aquella experiencia el estudio del sonido que emite una máquina eléctrica como método de diagnóstico de ciertas fallas. Por supuesto que por la falta de canales de difusión nadie se enteró de aquella idea salvo mis colegas inmediatos. Conservo el original escrito a máquina que digitalizaré en breve, con sus hojas ya completamente amarillas y dibujos hechos a mano. En la década del 90 empecé a observar artículos que con más pompa proponían exactamente esto como método predictivo. Creo que fue mi mayor placer profesional. Hoy ya hemos incorporado este método a nuestro menú de mediciones con osciloscopios digitales y grabadores de audio que analizan mediante Transformada Rápida de Fourier (FFT) el sonido tanto en dominio de tiempo como en espectro de frecuencia, permitiendo analizar ruidos incluso de elementos de maniobra y transmisión, detectando y/o analizando descargas parciales, efecto corona, arcos y otras anormalidades (tracking) pudiendo generar informes detallados y comparativos de estos inconvenientes que son muy frecuentes no solo en instalaciones de media y alta tensión sino también en equipos e interruptores de BT cuando no hay buen contacto establecido. Hoy es una técnica standard de diagnóstico precoz que permite evaluar la gravedad y progresividad de estos fenómenos permitiendo programar reparaciones antes de una salida intempestiva de servicio. Combinado con el estudio de "firma espectral" de corrientes de carga en máquinas rotativas podemos tener una huella muy completa del estado de una máquina y observar con mucha antelación cualquier alteración de la misma ubicando el origen del problema gracias al detallado complemento teórico que hoy existe al respecto. Espero en 2018 poder invitar a los amigos a una charla introductoria de esta interesante disciplina.
Mi costado musical me llevó a analizar el "ruido" que producía la máquina antes y después de la barrera de 1500kW para ver si lograba descubrir algo. Llevé un micrófono Shure SM58 que mi hermana me había regalado para esa época y una jirafa, o pie de micrófono. Lo apunté al generador y con un osciloscopio (analógico por supuesto) observé la forma de onda del ruido. Siendo una máquina de 3000rpm y con una turbina girando a idéntica velocidad, la forma de onda del sonido tenía una predominante forma senoidal y de frecuencia fundamental (50Hz o 3000 ciclos por minuto). Hice aumentar la carga del generador hasta que pasando los 1500kW de manera muy puntual el ruido cambió bruscamente. La onda senoidal sufrió una deformación que era muy evidente: los cuartos de ciclos crecientes tanto positivo como negativo sufrieron un fuerte incremento en amplitud y los cuartos de ciclo descendientes una disminución. Era una muestra muy evidente que se había sumado una importante segunda armónica (100Hz) en fase con la fundamental. Hice un informe en máquina de escribir, previo a todo soporte digital, describiendo la experiencia y deduciendo matemáticamente las ecuaciones de los esfuerzos mecánicos en el paquete de chapas del estator donde el producto de 2 senoidales (tensión y corriente) da una senoidal de frecuencia doble (100Hz). De haber existido alguna falla tanto eléctrica como mecánica proveniente del rotor esto hubiera producido una perturbación de 50Hz, jamás de 100Hz. Mi conclusión fue que en la caída quedaron flojos los soportes del núcleo del estator y ahí estaba el origen del ruido y la vibración. Finalizada esa zafra pudimos apretar todos los anclajes del estator y al año siguiente pudo entregar sin problemas sus 2500kW y así continúa hasta el día de hoy. Yo propuse a partir de aquella experiencia el estudio del sonido que emite una máquina eléctrica como método de diagnóstico de ciertas fallas. Por supuesto que por la falta de canales de difusión nadie se enteró de aquella idea salvo mis colegas inmediatos. Conservo el original escrito a máquina que digitalizaré en breve, con sus hojas ya completamente amarillas y dibujos hechos a mano. En la década del 90 empecé a observar artículos que con más pompa proponían exactamente esto como método predictivo. Creo que fue mi mayor placer profesional. Hoy ya hemos incorporado este método a nuestro menú de mediciones con osciloscopios digitales y grabadores de audio que analizan mediante Transformada Rápida de Fourier (FFT) el sonido tanto en dominio de tiempo como en espectro de frecuencia, permitiendo analizar ruidos incluso de elementos de maniobra y transmisión, detectando y/o analizando descargas parciales, efecto corona, arcos y otras anormalidades (tracking) pudiendo generar informes detallados y comparativos de estos inconvenientes que son muy frecuentes no solo en instalaciones de media y alta tensión sino también en equipos e interruptores de BT cuando no hay buen contacto establecido. Hoy es una técnica standard de diagnóstico precoz que permite evaluar la gravedad y progresividad de estos fenómenos permitiendo programar reparaciones antes de una salida intempestiva de servicio. Combinado con el estudio de "firma espectral" de corrientes de carga en máquinas rotativas podemos tener una huella muy completa del estado de una máquina y observar con mucha antelación cualquier alteración de la misma ubicando el origen del problema gracias al detallado complemento teórico que hoy existe al respecto. Espero en 2018 poder invitar a los amigos a una charla introductoria de esta interesante disciplina.
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