Introducción: El Asesino Silencioso de los Rodamientos
¿Alguna vez se ha encontrado con fallas repetidas e inexplicables en los rodamientos de sus motores eléctricos? A pesar de la lubricación, alineación y condiciones de carga adecuadas, ¿los rodamientos se desgastan prematuramente?
El culpable puede no ser mecánico, sino una amenaza eléctrica invisible: la corriente de eje.
Este fenómeno, a menudo pasado por alto, puede causar daños catastróficos en los rodamientos, lo que lleva a tiempos de inactividad no planificados, reparaciones costosas y una vida útil reducida del motor. Comprender cómo se forma la corriente de eje, y cómo detenerla, es esencial para mantener un funcionamiento fiable del motor.
¿Qué es la Corriente de Eje?
La corriente de eje es una corriente eléctrica no deseada que fluye a través del eje del motor y sus rodamientos. Ocurre cuando una diferencia de voltaje, conocida como voltaje de eje, se acumula en el eje giratorio.
Cuando este voltaje encuentra un camino a tierra, típicamente a través de los rodamientos, la corriente fluye a través de ellos, causando daños progresivos y, a menudo, irreversibles.
¿Cómo se Genera el Voltaje de Eje?
Varios factores pueden inducir voltaje en el eje de un motor. Las fuentes más comunes incluyen:
Las imperfecciones en el circuito magnético del motor, como huecos de aire desiguales o inconsistencias en las laminaciones del estator/rotor, crean un campo magnético desequilibrado. Este desequilibrio actúa como un pequeño generador, induciendo un voltaje en el eje (un proceso llamado inducción magnética).
- Variadores de Frecuencia (VFD)
Los VFD modernos utilizan IGBT de conmutación rápida que producen voltajes de modo común de alta frecuencia. Estos voltajes se acoplan capacitivamente al eje del motor, especialmente en tendidos de cable largos o instalaciones sin blindaje.
Esta es la causa principal de la corriente de eje en los motores industriales actuales.
- Acumulación Electroestática
En algunos casos, las cargas estáticas se acumulan en el rotor debido a la fricción de las correas de transmisión, los ventiladores de refrigeración o el flujo de aire. Aunque es menos común, esto aún puede generar suficiente voltaje para descargarse a través de los rodamientos.
Cómo la Corriente de Eje Destruye los Rodamientos
Los rodamientos son componentes mecánicos, no conductores eléctricos. Cuando la corriente pasa a través de ellos, incluso a bajo amperaje, causa daños severos a través del mecanizado por descarga eléctrica (EDM).
El Proceso de Daño:
Micro-Arqueo:La corriente salta entre los elementos rodantes (bolas/rodillos) y las pistas de rodadura.
Fusión Localizada:Cada descarga crea calor extremo (miles de °C), fundiendo cráteres microscópicos en la superficie de acero.
Picaduras y Estriado:Con el tiempo, estas picaduras se alinean en crestas rítmicas, como una tabla de lavar, a través de la pista de rodadura, un patrón conocido como estriado.
Fallo Progresivo:El estriado aumenta la vibración, el ruido y la temperatura. Eventualmente, el rodamiento falla catastróficamente.
Pista Visual:Si ve un patrón corrugado o esmerilado dentro de un rodamiento fallido, es probable que la corriente de eje sea la causa.
Cómo Prevenir el Daño por Corriente de Eje
La prevención se centra en un objetivo: desviar o bloquear la corriente antes de que llegue a los rodamientos.
1. Instalar Anillos de Puesta a Tierra del Eje
Una solución rentable y fiable.
Utiliza microfibras o cepillos conductores para hacer contacto con el eje.
Proporciona una ruta de baja impedancia a tierra, evitando por completo los rodamientos.
Ideal para motores accionados por VFD.
2. Utilizar Rodamientos Aislados
Cuenta con un revestimiento cerámico (por ejemplo, alúmina pulverizada con plasma) en el anillo exterior o interior.
Rompe el circuito eléctrico, evitando el flujo de corriente a través del rodamiento.
A menudo se utiliza en el extremo no motriz (NDE) del motor.
3. Cepillos de Puesta a Tierra
Cepillos simples de carbono o cobre que entran en contacto con el eje.
Menos duraderos que los anillos de puesta a tierra, pero efectivos para aplicaciones de baja velocidad o servicio ligero.
4. Instalación Adecuada del Motor y el Variador
Utilice cables de motor blindados y prácticas de puesta a tierra adecuadas.
Minimice la longitud del cable entre el VFD y el motor.
Considere filtros sinusoidales o filtros dv/dt para reducir el voltaje de modo común.
Conclusión: Proteja su Inversión
La corriente de eje es una amenaza silenciosa pero seria, especialmente en los sistemas modernos controlados por VFD. Si bien los síntomas pueden pasar desapercibidos hasta que se produce la falla, la solución es tanto prevenible como rentable.
Al reconocer los signos, como el estriado en los rodamientos fallidos, e implementar medidas de protección como anillos de puesta a tierra o rodamientos aislados, puede:
Extender la vida útil de los rodamientos y el motor
Reducir los costos de mantenimiento
Evitar tiempos de inactividad inesperados
No permita que una corriente invisible comprometa sus operaciones. Proteja sus motores. Proteja su productividad.
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