El relé de sobrecarga dispara, la peletizadora se detiene, el operador lo rearma y veinte minutos después vuelve a disparar. Para el tercer rearme, la conversación ya gira en torno al motor: su antigüedad, sus bobinados, si el proveedor envió uno defectuoso.
Por lo general, ahí no está el problema. En una peletizadora de matriz anular, el motor principal es el último componente de una cadena que comienza con la humedad del aserrín y termina en la separación entre los rodillos y la matriz. Cuando esa cadena se sobrecarga, el motor lo manifiesta consumiendo corriente y, finalmente, disparando. Si se repara el motor, la falla vuelve. Si se interpreta correctamente el disparo, se encuentra la causa en una hora.
Empiece por la corriente, no por el interruptor
Todo motor lleva en su placa de características la corriente a plena carga (FLA). La protección de sobrecarga se ajusta en torno a ese valor, no en torno a lo que la peletizadora consume en un buen día. Un fabricante chino publica su propia práctica de ajuste del 105–110 % de la FLA, que es una banda razonable: lo bastante alta para absorber un lote húmedo en la alimentación y lo bastante baja para proteger el bobinado.
Por lo tanto, antes de tocar nada, registre cuatro datos: la corriente en el instante del disparo, la temperatura de la carcasa del motor, el ajuste del alimentador y la humedad del lote que se estaba procesando. Si la corriente de disparo se acerca al ajuste del relé, la peletizadora se sobrecargó realmente y la causa está aguas arriba. Si dispara muy por debajo de ese valor, el relé está mal configurado o la protección detecta una falla que no es de carga.
Esa única distinción ahorra la mayor parte de las conjeturas. A una peletizadora que dispara al 100 % de la FLA se le está exigiendo demasiado. Una peletizadora que dispara al 60 % de la FLA tiene un problema eléctrico o mecánico que no guarda relación con el caudal de alimentación.
Causa 1: alimentación demasiado húmeda
El agua es un lubricante en la matriz y, a la vez, una carga para el motor, y el equilibrio es estrecho. Biomarc Connect sitúa la ventana operativa en 10–15 % de humedad para el peletizado, con caída de durabilidad y densidad por encima de ese valor.
Lo que ocurre por encima de la ventana es de naturaleza mecánica. El vapor se expande bruscamente en el canal de la prensa, el material se embarra en lugar de cizallarse, los orificios comienzan a obstruirse y la resistencia aumenta más rápido de lo que se puede reducir la alimentación. Los amperios suben, la temperatura de la matriz baja porque se genera menos energía por fricción y el operador, al ver una matriz fría, suele hacer lo peor posible: aumentar la alimentación.
La comprobación consiste en una lectura de humedad en la entrada de la peletizadora, no en la salida del secador. Tome muestras del material que realmente entra al alimentador, a mano, una vez por hora durante la temporada húmeda. Un medidor en la descarga del secador indica lo que hizo el secador; la cinta, el silo de regulación y los finos de retorno lo modifican antes de que llegue a la matriz.
Causa 2: una matriz obstruida, desgastada o inadecuada
Una matriz parcialmente obstruida es la clásica sobrecarga lenta. La mitad de los orificios están tapados con material endurecido de una pasada húmeda anterior, de modo que el mismo tonelaje debe pasar por una superficie abierta menor. Los amperios suben, la producción baja y el síntoma se parece exactamente al de un motor agotado.
El desgaste produce la firma opuesta y el mismo resultado. Los orificios ovalados por el desgaste dejan pasar el material de forma desigual, la carga oscila en lugar de subir y la calidad del pélet cae. Una matriz que ha cumplido su ciclo no es una matriz que opere de forma económica.
Luego está el error de especificación: una matriz con una longitud de compresión que no se adapta a la materia prima. Si es demasiado corta, el pélet se desmorona, por lo que el operador ajusta la separación de los rodillos para compensar, y el motor lo paga. Si es demasiado larga, se le exige a la peletizadora que empuje el material a través de un canal que no puede despejar a ese caudal de alimentación. Interpretar correctamente la relación de compresión merece una hora antes del próximo pedido de matriz.
Causa 3: separación y estado de los rodillos
La separación entre la camisa del rodillo y la cara de la matriz determina cuánto trabaja la peletizadora por cada tonelada. Si es demasiado estrecha, los rodillos realizan un trabajo metal contra metal; los amperios se mantienen altos incluso sin alimentación y la cara de la matriz se pule hasta parecer un espejo. Si es demasiado amplia, los rodillos patinan: la peletizadora gira, los amperios parecen normales y casi no sale producto, lo que los operadores suelen interpretar erróneamente como un problema de alimentación y responden abriendo más el alimentador.
Compruebe la separación con la matriz detenida y los rodillos libres, y revise al mismo tiempo las camisas de los rodillos en busca de acanaladuras. Una camisa acanalada agarra de forma desigual y produce la carga oscilante que dispara los relés en una peletizadora que parece estar bien en el indicador la mayor parte del día.
Causa 4: arrancar un molino que ya está lleno
Un molino de pellets debe arrancar vacío y con el alimentador apagado. El par de desbloqueo de una matriz vacía es bajo. Si se arranca el mismo molino con la matriz llena tras un corte de energía, se le pide al motor que rompa un tapón de biomasa comprimida: el trabajo más exigente que verá y uno que ninguna curva de sobrecarga está diseñada para tolerar de forma reiterada.
Dos hábitos lo evitan. Primero, el enclavamiento: el motor principal no debe arrancar salvo que el alimentador esté apagado y la matriz esté despejada, y el alimentador debe detenerse de inmediato si el motor principal dispara. Segundo, la rutina de arranque tras cualquier parada imprevista: dar impulsos al molino, escuchar y, si la matriz está llena, limpiarla a mano en lugar de forzarla. Un pasador de seguridad o un acoplamiento de seguridad en el accionamiento principal existe por la misma razón; si el suyo tiene uno, averigüe dónde está antes de necesitarlo.
Los molinos grandes también necesitan ayuda para llevar la masa de la matriz y las poleas a la velocidad de régimen, por lo que los arrancadores estrella-triángulo y suaves son habituales en este servicio. Los proveedores de motores que atienden este mercado describen el requisito de arranque en vacío y la protección con pasador de seguridad en los mismos términos, lo que resulta una verificación útil cuando su propio tablero no coincide. Si alguien ha sustituido el arrancador por un contactor de conexión directa para «simplificar» el tablero, espere disparos en el arranque y caídas de tensión que notará el resto de la planta.
El notas sobre la selección del motor del molino de pellets de un fabricante de motores plantean el mismo punto: el motor principal funciona cerca de plena carga durante horas, así que el diseño de arranque y protección no es un detalle.
Causa 5: la alimentación eléctrica no es la que supone la placa de características
Esta es la causa que pasa desapercibida porque el molino funciona bien la mayor parte del tiempo. El desequilibrio de tensión es el culpable habitual, y su efecto en un motor trifásico es peor de lo que esperan la mayoría de los ingenieros de planta.
El Guía del Departamento de Energía de EE. UU. sobre sistemas motrices es contundente al respecto: el desequilibrio en los bornes del motor debe mantenerse por debajo del 1 %; por encima de eso, el motor debe desclasificarse según NEMA MG-1, y la mayoría de las garantías de los fabricantes quedan anuladas. La penalización por aumento de temperatura sigue una relación simple: el incremento es aproximadamente el doble del cuadrado del porcentaje de desequilibrio. Un motor con un aumento de 80 °C funcionando con un 2 % de desequilibrio gana unos 6,4 °C. Como la vida del aislamiento se reduce a la mitad por cada 10 °C adicionales de temperatura del devanado, los pequeños desequilibrios se acumulan y acortan la vida del motor.
Las cifras se vuelven alarmantes rápido. El propio ejemplo práctico del DOE sobre tensión desequilibrada muestra que un 3 % de desequilibrio añade unos 18 °C al devanado y reduce la vida esperada del aislamiento a aproximadamente una cuarta parte, y que un 5 % de desequilibrio produce un aumento mayor que el margen de diseño del motor.
| Comprobación | Objetivo | Por qué importa en un molino de pellets |
|---|---|---|
| Desequilibrio de tensión en los bornes del motor | Por debajo del 1 % (recomendación del DOE) | Por encima del 1 % el motor debe desclasificarse; el calor aumenta con el cuadrado del desequilibrio |
| Penalización por aumento de temperatura del devanado | Aumento × (1 + 2 × (%unbalance)²/100) | Un 2 % de desequilibrio añade unos 6,4 °C a un aumento de 80 °C |
| Vida del aislamiento | Se reduce a la mitad por cada 10 °C por encima de la nominal | Un molino que funciona caliente todo el día falla en meses, no en años |
| Ajuste del relé de sobrecarga | Alrededor del 105–110 % de la FLA | Los ajustes más bajos disparan en los episodios húmedos normales; los más altos no protegen nada |
| Equilibrio de corriente de fase bajo carga | Incluso en las tres fases | Una corriente desequilibrada con una tensión equilibrada apunta al motor o a su cableado, no al suministro |
La tensión desequilibrada tiene causas comunes: cargas monofásicas distribuidas de forma desigual en el mismo transformador, un banco de transformadores demasiado pequeño para la carga, un condensador de corrección del factor de potencia en falla, un borne flojo. Ninguna es exótica, y todas son invisibles hasta que alguien las mide. Un amperímetro de pinza y diez minutos en los bornes le dirán más que una semana rearmando el relé.
Causa 6: el motor se está sobrecalentando en lugar de estar sobrecargado
Un disparo por sobrecarga y un disparo por sobrecalentamiento se ven idénticos en el panel. La diferencia es que uno se debe al par y el otro a la evacuación del calor.
Las plantas de pellets son lugares polvorientos, y la cubierta del ventilador de un motor TEFC es una trampa para el polvo. Una capa de aserrín sobre las aletas de refrigeración puede llevar un motor que funciona al 85 % de carga a que el devanado supere el límite de su clase térmica. Añada un motor instalado en un rincón sin flujo de aire, o una temperatura ambiente de verano superior a la temperatura ambiente nominal del motor, y la protección disparará por temperatura en lugar de por corriente.
Las comprobaciones son físicas: aletas despejadas, ventilador intacto, carcasa del ventilador no aplastada, patas del motor no enterradas en derrames, temperatura ambiente medida en el motor y no en la puerta del edificio. Luego revise la caja de bornes en busca de aislamiento decolorado y compruebe la resistencia del devanado si dispone del instrumento. Un motor que dispara en las tardes calurosas y funciona toda la noche en invierno le está hablando de refrigeración, no de carga.
Orden de triaje que funciona en campo
Cuando un molino dispara y la causa no es evidente, proceda en este orden. Va de lo barato y rápido a lo lento y caro, y evita el error habitual de retirar el motor antes de comprobar la alimentación.
| Lo que se observa | Causa más probable | Primera acción |
|---|---|---|
| La corriente sube gradualmente en minutos, la temperatura del dado baja | Alimentación demasiado húmeda o caudal de alimentación demasiado alto para el dado | Tomar muestra de humedad en la entrada del molino; reducir el alimentador |
| Corriente alta con el alimentador casi cerrado, sin producción | Orificios del dado obstruidos o luz del rodillo demasiado apretada | Detener, despejar el dado, comprobar la luz |
| La corriente oscila y se estabiliza repetidamente | Orificios del dado desgastados o camisas de rodillo acanaladas | Inspeccionar el dado y los rodillos; comparar con un dado nuevo |
| Dispara solo al arrancar, después de una parada | Dado lleno de material o arrancador puenteado | Despejar el dado manualmente; comprobar el método de arranque |
| Dispara a la misma hora del día, carga normal | Refrigeración, temperatura ambiente o desequilibrio del suministro | Limpiar las aletas, medir las tensiones en los bornes |
| Dispara al 50–70 % de la corriente a plena carga | Ajuste del relé, transformador de corriente o falla en el devanado | Verificar el relé y el transformador de corriente antes de tocar el motor |
Cómo se ve una buena operación después
Un molino dimensionado y alimentado correctamente funciona al 85–95 % de la FLA durante horas, con una corriente que se mueve en una banda estrecha. Eso no es un molino maltratado; es un molino que se está usando. El control que lo mantiene ahí es el alimentador, accionado por la corriente del motor principal, de modo que la máquina retrocede antes de dispararse, no después.
Registre los amperios al inicio de cada turno, junto con la humedad y las horas de la matriz. Tres semanas de ese registro mostrarán una matriz obstruida o un rodillo desgastado antes que el relé, y le da algo que mostrar a un proveedor cuando una afirmación de capacidad y la realidad de la planta no coinciden. Nuestro guía de solución de problemas de la peletizadora cubre las otras fallas que siguen el mismo patrón, y la lista de repuestos cubre qué mantener en existencia para que un cambio de matriz no detenga la línea durante una semana.
Reparar el motor o reemplazarlo: cuatro pruebas
Tarde o temprano un motor falla, y la decisión suele tomarse por el precio. En su lugar, debería tomarse en función de estos cuatro puntos.
| Prueba | Reparar el bobinado | Reemplazar el motor |
|---|---|---|
| Resistencia del bobinado y aislamiento | Una fase en cortocircuito, aislamiento por lo demás en buen estado, sin historial de sobrecalentamiento | Quemado por completo, o dos o más fases afectadas |
| Historial de sobrecarga | Evento único con una causa de proceso clara que ya se ha corregido | Disparos repetidos con bobinados decolorados: el daño es acumulativo |
| Condición mecánica | Rodamientos, eje y carcasa dentro de tolerancia | Desgaste del eje en la polea o el acoplamiento, carcasa agrietada, trayectoria de refrigeración corroída |
| Costo y tiempo de inactividad | Rebobinado cotizado muy por debajo de un motor nuevo y el molino se necesita esta semana | Costo de rebobinado cercano al de una unidad nueva, o la carcasa es tan antigua que los repuestos son un problema |
Una advertencia sobre la primera fila. Un rebobinado restaura el bobinado, no la causa. Si el molino se disparó durante seis meses con alimentación húmeda y el motor se rebobinó dos veces, la tercera falla es un problema de proceso disfrazado de motor. Corrija el control de humedad, la matriz y el desequilibrio de voltaje, y el próximo motor durará. Ignórelos y estará comprando un motor al año, un hábito mucho más costoso que un medidor de humedad de $400 y un amperímetro de pinza.
Si está especificando un molino nuevo y quiere que el lado eléctrico se dimensione correctamente desde el principio, indique al proveedor su voltaje de suministro, la capacidad de su transformador y sus horas anuales de funcionamiento. En una línea de 2 t/h, el motor principal es la carga única más grande del sitio, y un molino elegido sin esos tres números es un molino elegido con base en el folleto.