Qué hay que corregir al seleccionar un motorreductor para alta temperatura o gran altitud

No existe un porcentaje universal de reducción de potencia. Algunos sistemas de normas dan efectivamente métodos de corrección simplificados, pero no sustituyen la curva de corrección del fabricante para ese modelo. La curva de corrección no describe el ambiente, sino la unidad: cambie la clase de aislamiento, el método de refrigeración, el grado de protección o el montaje, y el porcentaje cambia. La corrección se hace en tres frentes separados: 1) la potencia del motor, con P_out = P_rated · k_T · k_alt, cada coeficiente tomado de la curva del fabricante para esa unidad; 2) la potencia térmica del reductor, que el entorno también rebaja; 3) la lubricación y la refrigeración. El orden manda: entorno, curvas del motor, potencia térmica del reductor y, al final, lubricación.

1. Por qué no hay un porcentaje universal

El coeficiente de corrección no es una constante del clima: es una propiedad de la unidad concreta.

Cambie cualquiera de las cuatro y el porcentaje cambia. Por eso la práctica correcta no es «aplicar un número», sino consultar la curva de corrección de esta unidad.

De ahí sale la postura central de este artículo: la curva de corrección la entrega el fabricante; una fórmula general no puede entregarla.

2. Alta temperatura y gran altitud son dos físicas distintas

Se confunden a menudo, pero el mecanismo que actúa no es el mismo:

La fila de la altitud merece un apartado propio

Es frecuente quedarse con «en altura se disipa peor» y dejar fuera el segundo efecto: el aire enrarecido también debilita la rigidez dieléctrica, lo que afecta a la distancia de fuga y a la línea de fuga entre partes con potencial distinto.

Los dos efectos no se manifiestan a la misma velocidad:

• la disipación empeora → el equipo se calienta en cuanto funciona, y se ve casi de inmediato;
• la rigidez dieléctrica cae → puede pasar bastante tiempo de servicio antes de que aparezca el problema.

No todos los grados de protección se ven afectados: depende de cómo estén dimensionadas la distancia de fuga y la línea de fuga. La coordinación de aislamiento de un proyecto en altura debe revisarla el responsable del diseño eléctrico.

El segundo es más silencioso y más peligroso. Un motor que trabaja sin novedad a nivel del mar y se traslada a la altura puede mostrar una anomalía de aislamiento meses después, y para entonces ya es difícil rastrearla hasta la fase de selección.

3. Lado del motor: dos coeficientes que se consultan por separado

La potencia disponible del motor se corrige multiplicando:

P_out = P_rated · k_T · k_alt

P_rated es la potencia nominal de placa, k_T el coeficiente de corrección por temperatura ambiente y k_alt el coeficiente de corrección por altitud.

Dos puntos que importan:

1. Los dos coeficientes se consultan por separado, no se funden en un único «coeficiente de altura y calor». La temperatura y la altitud actúan sobre procesos físicos distintos.
2. El valor se toma de la curva de corrección del fabricante para ese modelo de motor; este artículo no da cifras, porque con otra clase de aislamiento, otro método de refrigeración u otro grado de protección la curva es otra.

¿Por qué multiplicar y no sumar? Porque cada factor recorta la capacidad en proporción, y cuando ambos actúan lo hacen uno sobre el resultado del otro: son efectos en serie, no aportes que se acumulen. Sumarlos sobrestima la capacidad disponible. Tampoco son intercambiables entre sí: la temperatura ambiente y la altitud no compensan ni sustituyen a la otra.

4. La vida del aislamiento es muy sensible a la elevación de temperatura

La relación entre vida del aislamiento y elevación de temperatura se escribe así:

L / L_0 = 2^(−ΔT / A)

L_0 es la vida de referencia, L la vida real, ΔT la elevación de temperatura por encima de la referencia y A la constante de elevación de temperatura que reduce la vida a la mitad, un valor propio de cada clase de aislamiento.

La expresión dice una cosa: la elevación de temperatura afecta a la vida por saltos de factor dos, no de forma lineal. Y el valor de A depende de la clase de aislamiento y debe confirmarse con los datos del fabricante: este artículo no da cifras. La expresión sirve para comprender de forma cualitativa cómo la elevación de temperatura afecta a la vida; no sirve como base para predecirla.

Más importante aún es su carácter acumulativo:

Con la misma magnitud de sobretemperatura, la sobretemperatura sostenida resta muchísima más vida que la sobretemperatura ocasional. La ocasional solo acelera el envejecimiento un rato corto; la sostenida mantiene el aislamiento instalado durante largo tiempo en un punto de trabajo peor.

Por eso el razonamiento «los días más calurosos del verano, pasarse un poco no es nada» es peligroso: lo que decide es cuánto tiempo se pasa, no cuánto se pasa.

5. Lado del reductor: la potencia térmica baja con el entorno

El reductor no tiene aislamiento: en su lado solo cuenta la disipación. Su relación de potencia térmica es la misma que la de una caja de engranajes:

P_th = k · A · ΔT / (1 − η)

k es el coeficiente de transmisión de calor, A la superficie de disipación, ΔT la diferencia entre la temperatura límite del aceite y la ambiente, y η el rendimiento.

Atención al símbolo `A`: en esta expresión es la superficie de disipación, y no tiene nada que ver con la A de la sección 4, que es la constante de vida del aislamiento. Son dos magnitudes distintas escritas con la misma letra; no deben mezclarse ni sustituirse una por otra.

La diferencia de temperatura es:

ΔT = T_limit − T_ambient

Con eso, las dos vías rebajan P_th: la temperatura ambiente alta reduce `ΔT`; la altitud elevada reduce `k`.

La deducción completa de esta relación, y la distinción entre capacidad mecánica y potencia térmica, está en el otro artículo dedicado a ese tema; aquí no se repite, solo se usa su resultado.

6. Lubricación: el calor y el frío piden ajustes opuestos

Es el frente que más se pasa por alto de los tres, porque no aparece en «¿alcanza la potencia?».

La fila del salto térmico es la situación típica de un proyecto en altura: de día la temperatura puede no ser baja y por la noche cae de golpe, así que las restricciones del extremo caliente y del extremo frío coexisten. En ese caso, ni «elegir uno de viscosidad alta» ni «elegir uno de viscosidad baja» sirven: ambas respuestas son simplificaciones.

El tipo de aceite, el grado de viscosidad y el intervalo de cambio se eligen en la guía de lubricación; este artículo no los repite.

7. El orden de la corrección no se puede invertir

1. Determinar los datos de entorno (temperatura máxima y mínima, altitud, ventilación)
   ↓
2. Consultar k_T y k_alt en la curva del fabricante y calcular la potencia disponible
   ↓
3. Verificar la potencia térmica del reductor (P_th baja con el entorno)
   ↓
4. Ajustar la lubricación y el método de refrigeración

¿Por qué no se puede invertir? Por dos razones:

1. Elegir primero el modelo y mirar el entorno después garantiza rehacer el trabajo. Al terminar la selección se descubre que los datos de entorno recortan la capacidad, y hay que volver a empezar.
2. Es fácil corregir solo un lado. Se tiende a corregir el motor, porque el motor tiene datos de placa, y se olvida que la potencia térmica del reductor también hay que corregirla.

Esta es la recomendación de proceso más útil del artículo: tomar los datos de entorno como entrada, no como comprobación tardía.

8. Tabla de decisión por situación

9. Lista de verificación en planta

Recogida de datos:

1. Confirmar la temperatura ambiente máxima (por el valor máximo, no por la media).
2. Confirmar la temperatura ambiente mínima (condiciona la lubricación y el arranque).
3. Confirmar la altitud.
4. Confirmar la posición de montaje y las condiciones de ventilación (exterior, interior, armario cerrado).
5. Confirmar el grado de protección exigido (si hace falta protección contra polvo y anticondensación).

Corrección del lado del motor:

1. Registrar los datos de placa del motor, en especial la clase de aislamiento.
2. Consultar k_T y k_alt en la curva del fabricante.
3. Calcular la potencia disponible P_out y compararla con la carga real.

Corrección del lado del reductor:

1. Verificar la potencia térmica P_th con la temperatura ambiente y la altitud reales.
2. Decidir si hace falta ventilador, una talla mayor de carcasa o enfriamiento del aceite (las mismas opciones que en el artículo dedicado a la potencia térmica).

Lubricación y puesta en marcha:

1. Confirmar el tipo de aceite y el grado de viscosidad según los límites de temperatura.
2. En proyectos en altura o con gran salto térmico, confirmar si hace falta precalentamiento o un modo de arranque especial.
3. Registrar la elevación de temperatura real una vez en servicio, como base para las revisiones posteriores.

10. Errores frecuentes y límites de aplicación

Errores frecuentes:

1. Aplicar un porcentaje universal de reducción de potencia. Con otra clase de aislamiento u otro método de refrigeración la curva es otra, y el número aplicado queda desviado.
2. Fundir alta temperatura y altitud en un solo coeficiente. Son físicas distintas y se consultan por separado.
3. Corregir el motor y olvidar la potencia térmica del reductor. Hay que corregir los dos lados.
4. Usar la temperatura ambiente media. Debe usarse el valor máximo.
5. Ignorar el efecto de la altitud sobre el aislamiento. Se piensa solo en la disipación y se deja fuera la coordinación de aislamiento.
6. Sumar los coeficientes de corrección. Deben multiplicarse.
7. Elegir el modelo antes de mirar el entorno. Obliga a repetir la selección.
8. Corregir por la temperatura exterior un equipo que está dentro de un armario. La temperatura interior puede ser claramente más alta.

Límites de aplicación:

• Las tres correcciones, la diferencia de mecanismos, las dos relaciones y el orden de trabajo se aplican a la corrección de selección de motorreductores en entornos de alta temperatura y gran altitud.
• Este artículo no da ningún porcentaje de reducción de potencia, y en particular no da cifras del tipo «cada cierto aumento de altitud, tanto de reducción».
• Este artículo no da valores concretos de `k_T`, `k_alt` ni `A`: se consultan en la curva del fabricante para ese modelo y según la clase de aislamiento.
• Este artículo no aporta estadísticas sobre dónde se concentran la mayoría de las fallas en altitud; solo da el proceso de corrección y las curvas que hay que consultar.
• La selección concreta debe ejecutarse con las curvas de corrección del producto y los requisitos de la máquina; este artículo no sustituye el cálculo de verificación de un proyecto concreto.

11. Datos de entorno que hay que reunir

Las partidas 3 (altitud) y 7 (clase de aislamiento) son las que más se olvidan: la primera se trata solo como factor de disipación, y la segunda normalmente nadie la aporta. Y son justamente las dos que deciden si el proyecto en altura puede funcionar con seguridad.

12. Sobre este artículo y el responsable de la publicación

Este artículo lo redacta el equipo técnico de Chengfa Reducer (Changzhou) Co., Ltd. (CHINFAR) y se publica tras la revisión técnica de la empresa. Los productos CHINFAR se fabrican y se entregan con apoyo del sistema de fabricación conjunto compartido con HUIGUANG.

Páginas relacionadas:

• Motorreductores modulares
• Motorreductor que se calienta: causas y orden de inspección en planta
• Guía de lubricación de reductores: tipo de aceite, cantidad y intervalo de cambio
• Contactar con el equipo técnico de CHINFAR

El artículo de sobrecalentamiento trata de «cómo diagnosticar un equipo que ya se calienta»; este trata de «cómo corregir el entorno en la fase de selección»: direcciones opuestas y complementarias.

13. Siguiente paso

Envíe las 10 partidas anteriores a sales@chinfar.com. Si el proyecto es en altura, las partidas 3 (altitud) y 7 (clase de aislamiento) deben figurar de forma explícita: el problema de disipación se manifiesta como calor casi de inmediato, mientras que el de aislamiento puede aparecer meses después.

Conviene aclarar que este artículo no da ningún porcentaje de reducción de potencia ni valores concretos de los coeficientes de corrección; los coeficientes se consultan en la curva del fabricante para esa unidad concreta, y la selección debe ejecutarse con los datos de producto y los requisitos de la máquina.