Exploratory Triple-Entry Analysis to Evaluate the Energy Quality of Induction Motors with Simulated Fault Conditions
Ing. Alexandra Gabriela Valenzuela Cobos
Correo: avalenzuelac@unemi.edu.ec
Equipo de investigación
PhD. Fabricio Guevara Viejo, PhD. Delia Noriega Vergudo
RESUMEN:
Los motores de inducción trifásicos consumen cerca del 68% de la energía eléctrica utilizada por el sector industrial a nivel mundial, lo que convierte cualquier falla en su operación en una amenaza directa para la eficiencia energética y la productividad. Frente a este desafío, el presente estudio aplicó la técnica multivariante X-STATIS para determinar si indicadores eléctricos y mecánicos son capaces de revelar fallas ocultas antes de que deriven en daños irreversibles. Se evaluaron ocho condiciones de operación —una normal y siete con fallas inducidas— bajo seis niveles de voltaje, integrando corriente, torque, velocidad y eficiencia en un cubo de datos analizado en RStudio. Los resultados fueron contundentes: se identificaron dos patrones estructurales estables, uno vinculado a degradación térmica y del rotor y otro a fallas mecánicas y estatóricas, validados con coeficientes RV superiores a 0.91. Más revelador aún, la obstrucción del sistema de ventilación redujo la eficiencia del motor hasta un 32.55%, mientras este continuaba operando de forma aparentemente normal, ocultando un deterioro silencioso que puede pasar inadvertido en la industria hasta provocar fallas catastróficas. Asimismo, se confirmó una fuerte asociación entre corrientes de fase y torque, y una relación inversa entre velocidad y torque. Estos hallazgos posicionan a la eficiencia como el indicador más sensible para la detección temprana de anomalías térmicas y demuestran que X-STATIS constituye una herramienta robusta, capaz de anticipar fallas invisibles a los métodos de diagnóstico convencionales, con un enorme potencial para el monitoreo predictivo en entornos industriales.
Palabras clave: motor de inducción, análisis exploratorio, X-STATIS, fallas, eficiencia
