Mantenimiento predictivo

INTRODUCCIÒN

El Mantenimiento industrial en nuestros días
necesita de una serie de instrumentos para poder innovarse y
abaratar costes. Esos instrumentos se convierten a veces en
auténticas políticas del buen hacer para la
industria que conminan a la misma a reconsiderar todos sus
estamentos.

Es preciso disponer de un sistema de mejora continua
para tratar de distanciarse de los competidores y así
mejorar nuestra posición en el mercado. En cuanto a
Mantenimiento se refiere, las únicas estrategias
válidas hoy en día son las encaminadas tanto a
aumentar la disponibilidad y eficacia de los equipos productivos,
como a reducir los costes de Mantenimiento, siempre dentro del
marco de la seguridad y el medio ambiente.

Un buen mantenimiento predictivo ayuda a garantizar la
disponibilidad y eficacia requerida de los equipos e
instalaciones, asegurando la duración de su vida
útil y minimizando los costes de Mantenimiento, dentro del
marco de la seguridad y el medio ambiente.

Los medidores fundamentales de la gestión de
Mantenimiento son la Disponibilidad y la Eficacia, que van a
indicarnos la fracción de tiempo en que los equipos
están en condiciones de servicio (Disponibilidad) y la
fracción de tiempo en que su servicio resulta efectivo
para la producción (Eficacia).

MANTENIMIENTO

Cada equipo de la planta cuenta con
características importantes a la hora de valorar su
estrategia de mantenimiento óptima. Dicha estrategia
estará orientada a obtener la mejor disponibilidad,
calidad y seguridad operativa del proceso y deberá
considerar los siguientes factores:

· Criticidad en el
Proceso

· Características
Constructivas

· Condiciones Operativas

En función de estos factores se aplica una
determinada estrategia de mantenimiento a cada máquina de
la planta:

· Mantenimiento
correctivo.

· Mantenimiento preventivo o
planificado.

· Mantenimiento predictivo o basado
en la condición.

· Mantenimiento proactivo o
ingeniaría de mantenimiento.

La evolución del mantenimiento se estructura en
las cuatro siguientes generaciones:

· 1ª generación: Mantenimiento
correctivo total. Se espera a que se produzca la avería
para reparar.

· 2ª generación: Se empiezan a
realizar tareas de mantenimiento para prevenir averías.
Trabajos cíclicos y repetitivos con una frecuencia
determinada.

· 3ª generación: Se implanta el
mantenimiento a condición. Es decir, se realizan
monitorizaciones de parámetros en función de los
cuales se efectuarán los trabajos propios de
sustitución o reacondicionamiento de los
elementos.

· 4ª generación: Se
implantan sistemas de mejora continua de los planes de
mantenimiento preventivo y predictivo, de la
organización y ejecución del mantenimiento. Se
establecen los grupos de mejora y seguimiento de las acciones.
Sistemas del tipo TPM (Mantenimiento Productivo
Total).

MANTENIMIENTO
PREDICTIVO

El Mantenimiento Predictivo consiste en inspeccionar los
equipos a intervalos regulares y tomar acción para
prevenir las fallas o evitar las consecuencias de las mismas
según condición. Incluye tanto las inspecciones
objetivas (con instrumentos) y subjetivas (con los sentidos),
como la reparación del defecto (falla potencial). Es un
conjunto de técnicas instrumentadas de medida y
análisis de variables para caracterizar en términos
de fallos potenciales la condición operativa de los
equipos productivos. Su misión principal es articular un
único sistema de gestión global de planta capaz de
integrar operación y mantenimiento bajo la misma
óptica y por otra parte optimizar la fiabilidad y
disponibilidad de equipos al mínimo costo.

Desde el punto de vista técnico, una actividad de
mantenimiento será considerada como predictiva siempre que
se den ciertos requisitos:

· La medida sea no intrusiva, es decir, que se
realice con el equipo en condición normal de
operación (en marcha).

· El resultado de la medida pueda expresarse en
unidades físicas, o también en índices
adimensionales correlacionados.

· La variable medida ofrezca una
buena repetibilidad.

· La variable predictiva pueda ser analizada y/o
parametrizada para que represente algún modo típico
de fallo del equipo, es decir, ofrezca alguna capacidad de
diagnóstico.

Desde el punto de vista organizativo, un
sistema de gestión de mantenimiento
será predictivo siempre que:

· La medida de las variables se
realice de forma periódica en modo rutina.

· El sistema permita la
coordinación entre el servicio de verificación
predictiva y la planificación del
mantenimiento.

La organización de mantenimiento
(planificación, taller) y la de producción
(operación) esté preparada para reaccionar ante la
eventualidad de un diagnóstico crítico.

Los últimos avances tecnológicos ya son
utilizados en beneficio de las compañías
industriales y están dando paso a una nueva
filosofía que está imponiéndose con los
sistemas de monitorización en continuo para la
adquisición de parámetros indicadores del estado de
la maquinaria.

La aplicación de los sistemas de
adquisición y proceso de datos en continuo representa una
serie de ventajas frente a la tradicional recogida de datos
manual. Las modernas redes informáticas tejidas por las
plantas industriales pueden trasladar la información desde
las máquinas, hasta donde se interpreta, reduciendo los
costes de operación de los sistemas y aumentando su
fiabilidad, al contarse con abundante información a un
coste mínimo.

EL MANTENIMIENTO
PREDICTIVO Y LA RECETA UNIVERSAL

Se habla de cero averías, de cero defectos, de
control total, de mínimo costo y algunos imaginan que
tiene que haber sólo una solución para alcanzar tan
loables objetivos. Se piensa, entonces, en una institución
denominada Mantenimiento Predictivo, especie de
fórmula mágica, capaz de dar respuesta de una vez y
por todas, a los problemas de mantenimiento de toda una empresa,
industria, planta, taller… La idea —si este tipo de
creencia puede tomarse en serio— no puede ser más
tentadoramente falsa. No existe, en mantenimiento, nada capaz de
resolver y aplicarse a todos los casos.
Entiéndase, a todas las empresas y en cualquier
condición. Es sabido de antaño que lo vital es el
dominio de los principios que rigen las reglas de
implantación de un Programa de Mantenimiento y
que las recetas copiadas, al pie de la letra, puede resultar un
total fracaso. No puede haber un Programa diseñado (o
fácil de diseñar) para ninguna planta. Existen, si,
líneas generales, métodos de trabajo, más,
la solución particular nadie puede esperarla fuera del
contexto de sus propias necesidades y limitaciones.

Lo anterior se evidencia con claridad si se reconoce que
no existen dos plantas iguales en cuanto a tamaño,
localización, equipamiento, servicio, distribución,
régimen de explotación, etc. Si se considera que no
hay dos empresas idénticas, que ellas difieren en
organización, políticas de producción y en
personal, no queda más remedio que aceptar que el
Programa de Mantenimiento debe ser cortado a la medida y
es único para cada lugar donde se vaya a aplicar;
atendiendo al estudio de las necesidades y problemas propios, no
teniendo, necesariamente, que incluir al célebre
Mantenimiento Predictivo.

Y no es que se pretenda subestimar los beneficios que
pudiera aportar, o que se quiera relegar la importancia de su
existencia y desarrollo. Al contrario. Las tecnologías
predictivas tienen, en mantenimiento, una importante influencia
en el aumento de la disponibilidad, la reducción del
consumo energético, la disminución de las emisiones
de contaminantes, la reducción o eliminación de
averías catastróficas, minimización de los
costos por indisponibilidad y otras ventajas.

Sin embargo, no siempre la relación
costo/beneficio está a su favor. Requiere personal
especializado y de instrumentos relativamente costosos. Y no en
todos los casos se justifica o es posible disponer de ellos. A
veces, las ventajas que pudiera ofrecer no superan
cualitativamente a las obtenidas con acciones preventivas o
preventivas combinadas con técnicas de diagnóstico.
Tampoco, resulta factible la aplicación de un Programa
Predictivo a la totalidad de las áreas y
máquinas de una planta. Lo aconsejable sería la
aplicación en áreas y máquinas
de reconocida criticidad. Parece una verdad trivial, sin
embargo muchos de los que oyen hablar del mantenimiento
predictivo por vez primera, se enamoran de él y creen ver
en sus cualidades la respuesta insuperable. La única
respuesta, sin la cual no podrían resolverse los
problemas. Un Programa Integral de Mantenimiento supera a un
Programa Predictivo.

Los que hablan del mantenimiento predictivo como
solución global aplicable a todos los casos, confunden la
parte con el todo y de ahí pasan sin ningún
esfuerzo a reafirmar públicamente: ¿Mantenimiento
predictivo?

Las frecuencias de las actividades de mantenimiento
predictivo deben basarse en los períodos de desarrollo de
las fallas (intervalos de falla o intervalos P-F).

VENTAJAS DEL
MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Entre las ventajas que proporciona el mantenimiento
predictivo se nombran las siguientes:

1. Reduce los tiempos de parada.

2. Permite seguir la evolución de un
defecto en el tiempo.

3. Optimiza la gestión del personal
de mantenimiento.

4. La verificación del estado de la maquinaria,
tanto realizada de forma periódica como de forma
accidental, permite confeccionar un archivo histórico del
comportamiento mecánico.

5. Conocer con exactitud el tiempo límite de
actuación que no implique el desarrollo de un fallo
imprevisto.

6. Toma de decisiones sobre la parada de una
línea de máquinas en momentos
críticos.

7. Confección de formas internas de
funcionamiento o compra de nuevos equipos.

8. Permitir el conocimiento del historial de
actuaciones, para ser utilizada por el mantenimiento
correctivo.

9. Facilita el análisis de las
averías.

10. Permite el análisis
estadístico del sistema.

FASES DE
IMPLANTACIÓN DE UN PROGRAMA DE MANTENIMIENTO
PREDICTIVO

El siguiente diagrama de flujo representa
las diferentes etapas y fases para implantar un programa de
mantenimiento predictivo en una planta industrial.

Las primeras etapas: recogida de datos,
valoración de condición, acciones de
reparación renovación, diseño de rutinas de
inspección, son muy importantes la primera vez que
implantamos un programa de mantenimiento predictivo puesto que es
básico partir de una buena información. En estas
etapas es clave contar con asistencia externa que pueda
enriquecer el análisis con otras experiencias ajenas,
incluso, a nuestro subsector industrial.

La segunda parte de la implantación
es de ejecución y de asignación de recursos por
parte de la compañía y, más concretamente,
de la Unidad de Mantenimiento. La información y los
resultados obtenidos, a lo largo de los diferentes ensayos que se
realizan, es la base de la eficacia del programa de mantenimiento
predictivo en una planta industrial.

APLICACIONES DEL
MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Por técnica predictiva

Sin datos objetivos no podemos conocer el estado de las
máquinas, un valor de temperatura, un nivel de
vibración son parámetros a partir de los cuales
podremos supervisar el estado de las máquinas de una
planta industrial.

El mantenimiento predictivo, modulador de las acciones
correctivas y preventivas, necesita nutrirse de
información procedente de los sistemas de
monitorización de las plantas.

En los últimos años se han producido
importantes avances en este campo que ya se aplican con
éxito en las industrias más productivas. En los
siguientes apartados se exponen las claves para la
aplicación con éxito de las técnicas
avanzadas de monitorización de máquinas.

Las técnicas predictivas más relevantes
son:

· Análisis de
Lubricantes

· Termografía

· Análisis de
Vibraciones

· Análisis de Motores
Eléctricos de Inducción

· Análisis de Máquinas
Alternativas

· Detección
Ultrasónica

· Descargas parciales en
máquinas eléctricas

· Parámetros de
supervisión de grandes máquinas
eléctricas

· Aislamiento en
Hexafluoruro

Análisis de lubricantes

La técnica del análisis de aceites viene
aplicándose desde la Segunda Guerra Mundial
al mantenimiento predictivo de las flotas de barcos y aviones de
combate.

En la actualidad, el análisis de aceites se viene
realizando por parte de los suministradores de aceites (Cepsa,
Repsol, Mobil, Krafft, etc.) o por otros laboratorios
especializados (Asinel, Labein, etc.), pero raras veces se
compromete al laboratorio de la propia planta para hacer
análisis con fines predictivos. Las técnicas de
análisis son muy diversas y su utilización depende
de la aplicación del aceite. A continuación se
detallan las más habituales:

· Espectroscopia de
Emisión.

· Espectroscopia de Absorción
FTIR.

· Ferrografía.

· Recuento de
partículas.

· Viscosidad.

· Contenido en agua.

· Grado de Acidez TAN.

Termografía

La termografía por infrarrojos se ha ido
extendiendo durante más de 20 años desde el campo
de aplicación médico y militar a otras aplicaciones
de mantenimiento industrial, especialmente en equipo y aparellaje
eléctrico en alta y baja tensión (líneas,
subestaciones, centros de control, etc.). La medida de
temperatura sin contacto es una técnica fundamental en
mantenimiento eléctrico que ha experimentado grandes
cambios en los equipos e instrumentación disponibles, y
que está aún en continua evolución. Se
caracteriza por su espectacularidad, facilidad de manejo y
capacidad de detección de puntos
calientes

Análisis de Vibraciones

El análisis de vibraciones se aplica con eficacia
desde hace más de 30 años al control y
diagnóstico de fallos mecánicos en máquinas
rotativas. Inicialmente, se emplearon equipos analógicos
para la medida de la vibración en banda ancha, lo que
hacía imposible el diagnóstico fiable de fallos en
rodamientos y engranajes. Más tarde, se incorporaron
filtros sintonizables a la electrónica analógica,
lo que incrementó enormemente la capacidad de
diagnóstico, pero sin poder tratar la información
de forma masiva. Desde 1984, se comenzaron a emplear
equipos digitales con FFT en tiempo real y capacidad
de almacenamiento (analizadores- colectores) y tratamiento en
software para PC.

Hoy día nadie pone en duda la capacidad del
análisis de vibraciones en máquinas rotativas, que
incluso permite el diagnóstico de algunos problemas en
máquinas eléctricas. La información que
puede procurar el análisis de vibraciones de forma
exhaustiva en forma de parámetros de supervisión y
gráficos de diagnóstico incluye:

Parámetros de Supervisión:

1. Medida de vibración global o
total en banda ancha.

2. Medida de vibración en banda
estrecha de frecuencia.

3. Medida de parámetros vibratorios
específicos para detección de fallos en rodamientos
y engranajes (demodulación, PeakVue,…).

4. Parámetros de la Forma de Onda:
Simetría (Kurtosis) y Cresta (Skewness).

5. Fase vibratoria en armónicos: 1x,
2x, 3x,… RPM.

6. Medida de vibración
síncrona en picos: 1x, 2x, 3x,… RPM.

7. Medida de vibración
sub.-síncrona.

8. Medida de vibración
no-síncrona.

Gráficos de
Diagnóstico:

1. Forma de Onda.

2. Espectro de Frecuencia.

3. Diagramas Pico-Fase: Bodé,
Nyquist, Polar,…

4. Órbitas X-Y de canales cruzados a
90º.

Análisis de motores eléctricos de
inducción

Los análisis de vibraciones pueden complementarse
con análisis de corriente de alimentación y flujo
magnético de dispersión cuando se trata de
diagnosticar motores eléctricos de
inducción.

Estas técnicas aplicables a motores de
inducción son relativamente recientes:

Corriente de Alimentación. El espectro de
corriente eléctrica se ha venido aplicando desde hace 15
años en el diagnóstico de problemas de barras rotas
en motores de inducción de jaula de ardilla. La
técnica es fiable en altos regímenes de carga, pero
el tipo de avería no es frecuente en general.

Flujo de Dispersión. El espectro de flujo
magnético es una técnica prometedora que ha
despertado gran interés desde su aparición, hacia
mediados de los 90. Mediante esta técnica se puede llevar
un control de la evolución de fallos de aislamiento,
cortocircuitos de espiras, y otros problemas relacionados con
estator y rotor.

Análisis de maquinas
alternativas

En compresores de pistón y motores de
explosión el análisis de vibraciones mediante FFT
no es una técnica eficaz, ya que el espectro de
vibración está muy nutrido de picos y resulta
imposible discernir los distintos problemas mecánicos
allí presentes.

El análisis de las trazas de presión de
cilindro es la técnica fundamental en el
diagnóstico predictivo de este tipo de máquinas. La
presión de cilindro se puede representar en forma de curva
cerrada respecto del volumen barrido por el pistón (P-V) o
de curva abierta respecto del ángulo de
cigüeñal (P-?).

La curva P-V sirve para calcular potencia (IHP) y hacer
un análisis de eficiencia (performance) de
máquina, como técnica de evaluación de
condición operativa por comparación con los
parámetros nominales o de diseño.

La curva abierta P-? se utiliza para el análisis
multicanal de las formas de onda, por superposición de
variables típicas de condición mecánica
(vibración y ultrasonidos) sobre la traza de
presión de cilindro.

Los gráficos de diagnóstico típicos
para máquinas alternativas son:

· Gráfico de Presión
versus volumen de cilindro (P-V).

· Gráfico de Presión
versus ángulo de cigüeñal (P-?).

· Gráfico superpuesto de
vibraciones BF (0-200 Hz) sobre la traza (P-?).

· Gráfico superpuesto de
vibraciones AF (1-20 kHz) sobre la traza (P-?).

· Gráfico superpuesto de
ultrasonidos (40-60 kHz) sobre la traza (P-?).

· Monitor de cinemática
angular de RPM (análisis de vibraciones
torsionales).

· Gráfico FFT de
presión (análisis de pulsación).

· Gráfico de Ignición
Secundaria y Primaria (en M.E.P.).

Detección ultrasónica

Existen numerosos fenómenos que van
acompañados de emisión acústica por encima
de las frecuencias del rango audible. Las características
de estos fenómenos ultrasónicos hacen posible la
utilización de detectores de ultrasonidos en infinidad de
aplicaciones industriales dentro del mantenimiento:

· Detección de grietas y
medición de espesores por impulso eco.

· Detección de fugas de
fluidos en conducciones, válvulas, etc.

· Verificación de purgadores
de vapor.

· Inspección de
rodamientos.

· Control de descargas
eléctricas en corona, tracking y arco.

Descargas parciales en maquinas
eléctricas

La técnica de descargas parciales es conocida
desde hace más de 30 años y va a camino de
convertirse poco a poco en la más aplicada a los sistemas
de aislamiento en media tensión, por tratarse de la
única técnica que permite evaluar el aislamiento de
una máquina rotativa en operación. Los equipos de
medida, inicialmente analógicos, han sufrido
también una revolución para hacerse compatibles con
todas las aplicaciones de equipos eléctricos (motores y
alternadores, cables, interruptores,…), ofreciendo la siguiente
información:

Parámetros de supervisión:

· Descarga aparente (pC)

· Corriente de Fuga (nA)

Gráficos de
Diagnóstico:

· PDA (Distribución de pulsos
por amplitud)

· PRPD (Distribución de
pulsos por amplitud y fase, o "fingerprint")

Parámetros de supervisión de grandes
maquinas eléctricas

Las técnicas predictivas aplicables a grandes
máquinas eléctricas es uno de los capítulos
donde los investigadores están poniendo más
interés para desarrollar tecnologías predictivas
fáciles de aplicar y con capacidades de diagnóstico
más fiables:

Entrehierro. El control del entrehierro en
operación es una técnica de medida que emplea
sensores capacitivos inmunes a la inducción de corrientes
de Foucault. Esta tecnología existe desde hace unos 10
años, y existen más de 400 instalaciones "on-line"
en alternadores hidráulicos y turbos de gran calado.
Recientemente, ABB está empleando esta técnica como
parte de un sistema de control de potencia en motores de molinos
de cemento de nuevo diseño.

Flujo de Entrehierro. Es un sistema de medida inductivo
para determinar problemas de excentricidad en turboalternadores y
cortocircuitos de espiras en máquinas de polos
salientes.

Vibraciones en barras de estator (SBV). Basada en
sensores capacitivos, esta técnica monitoriza la
vibración de barras en el interior de la ranura del hierro
de alternadores para prevenir el desacuñamiento por
fatiga.

Vibraciones en cabeza de bobina (EWV). Esta
técnica emplea acelerómetros de fibra óptica
para el control predictivo de las vibraciones en cabezas de
bobina, para la prevención de la disgregación del
aislamiento por fatiga y la consiguiente descarga
eléctrica.

Aislamiento en Hexafluoruro

El tratamiento y manipulación del SF6 se recoge
en la recomendación CEI-1634, atendiendo a la
prevención de asfixia del personal, la degradación
del gas en ácido fluorhídrico (y sulfuro de
tionilo) y la prevención de contaminación por aire
(y vapor de agua). Todas las técnicas de análisis
de SF6 son muy recientes, a pesar de que este gas viene
aplicándose como aislamiento de equipos eléctricos
de alta tensión desde hace mucho tiempo.

Medida de Degradación. Basada en medida de la
concentración de HF (PPM ácido
fluorhídrico) en una célula electroquímica
de difusión.

Medida de Contaminación. Basada en medida de la
pureza de oxígeno (PPM) o en el punto de rocío
(ºC) a una determinada presión.

Detección de Fugas. Basada en la medida con
sensores de efecto corona (PPM).

Por Sector Industrial

Cada sector industrial tiene sus particularidades en
cuanto a las características de su maquinaria
crítica de manera que podemos realizar una división
de técnicas y tecnologías de mantenimiento
predictivo por sector industrial.

Tradicionalmente los sectores donde se ha aplicado y
desarrollado el mantenimiento predictivo de maquinaria con mayor
índice de implantación han sido:

· Generación
eléctrica

· Petroquímico

· Cemento

· Papel

· Otras Industrias

· Laminación de
metales

Generación
eléctrica

Las centrales eléctricas se caracterizan por
poseer grandes turbinas, ya sean de vapor, de gas o
hidráulicas. Este tipo de maquinaria es muy vulnerable
ante las averías, de manera que un problema
mecánico severo puede ocasionar la
autodestrucción de la máquina. Por ello,
éste es quizás el sector industrial donde primero
se utilizaron los sistemas de protección de maquinaria por
vibraciones.

En los últimos tiempos la industria de
generación eléctrica se enfrenta a nuevos retos,
como son la desregulación y la renovación del
parque de potencia (ver anexo 1).

Petroquímico:

En el sector del petroquímico, las averías
catastróficas pueden suponer la destrucción total
de la instalación, por la peligrosidad de los productos
tratados. La pérdida de producto procesado también
puede suceder si en el momento crítico fallan los
mecanismos de trasvase del producto de una zona a otra de la
planta petroquímica. Las plantas petroquímicas
cuentan desde hace años con equipos portátiles para
recogida de datos de vibración por la planta, así
como sistemas de medida en continuo sobre todo aplicados a la
turbomaquinaria. La tendencia actual se centra en aplicar las
técnicas de mantenimiento predictivo a todas las
máquinas críticas, incluyendo las
turbomáquinas. Aprovechando la instrumentación
existente para protección de la máquina, se toma la
señal de vibración de los paneles existentes y se
procesan con los modernos sistemas capaces de realizar
análisis espectrales, de fase, forma de onda,
análisis por bandas, diagramas de Bodé, espectros
en cascada, etc. (ver anexo 2).

Las máquinas críticas en las plantas
petroquímicas son:

· Turbomáquinas

· Bombas

· Compresores

· Reductores

· Ventiladores

· Motores
eléctricos

Cemento

En el sector del cemento está más que
probada la aplicación de los sistemas para mantenimiento
predictivo, tanto los colectores de datos de vibración
portátiles como los modernos sistemas de
monitorización en continuo (on-line). Consulte la nota de
aplicación: Sistemas de medida de vibración en
continuo en fábricas de cemento. Aplicación del
sistema 4500 A continuación se detallan cuales son los
puntos críticos donde conviene sensorizar las
máquinas ya así supervisar continuamente el estado
de ellas.

Un fallo en la cadena de transmisión de potencia
que mueve el horno de cemento provoca la parada de la
producción de la planta. Los motores y reductores son
piezas críticas y deben se vigilados para anticiparse a
cualquier problema (ver anexo 3).

Molinos

Los molinos de cemento son partes críticas en la
cadena de producción de las fábricas de cemento,
por este motivo, normalmente de montan sensores fijos que lleven
su señal a un sistema de medición en
continuo.

Ventiladores de horno

El fallo en los ventiladores de horno, puede provocar
situaciones de peligro al descontrolarse la temperatura en el
horno. Los sistemas de medida en continuo eliminan los fallos
imprevistos.

Reductores de hornos

Estas máquinas son críticas debido a la
necesidad de transmitir grandes potencias para hacer girar los
hornos.

Separadores

Máquinas de eje vertical donde los desequilibrios
son frecuentes y por la disposición de la propia
máquina pueden excitar frecuencias de resonancia de la
estructura.

Papel

En el sector del papel está más que
probada la aplicación de los sistemas para mantenimiento
predictivo, tanto los colectores de datos de vibración
portátiles como los modernos sistemas de
monitorización en continuo (on-line)(ver anexo
4).

Prensas

Esta es quizás la zona de la máquina de
papel más crítica por su influencia en la calidad
del papel. La monitorización de las vibraciones
aportará información sobre el estado de:

· Los rodamientos.

· La lubricación.

· Los cilindros y rodillos.

· Las telas.

· Los accionamientos.

Zona de secado

La zona de secado está compuesta por una gran
cantidad de cilindros y rodillos susceptibles de provocar una
parada de la máquina en caso de fallo de un rodamiento.
Aunque tradicionalmente se han tomado manualmente las medidas de
vibración de esta zona, la parte alta dentro de la campana
no podía ser medida con la máquina en
funcionamiento por las elevadas temperaturas que se registran
allí. Colocar un sensor por cada rodamiento en esta zona
puede parecer costoso y laborioso, pero las fábricas que
ya lo han hecho, continúan manteniendo la
instalación, pues ya han visto las ventajas de disponer de
la información necesaria para sustituir
rodamientos en paradas planificadas y anticiparse así a
indeseables averías que producen ruinosas paradas de la
producción.

Equipos auxiliares

Bombas, ventiladores, motores, reductoras,…

Otras Industrias

En industrias de automoción, alimentarías,
farmacéuticas, etc. se van incorporando cada vez
más los sistemas de mantenimiento predictivo basados en el
estado de la maquinaria.

Un fallo en la cadena de producción provoca la
parada de la producción de la planta. Los motores y
reductores son piezas críticas y deben se vigilados para
anticiparse a cualquier problema. Además, son
especialmente críticos los compresores de aire, sistemas
de bombeo y ventilación en cabinas de pintado, bombas de
alimentación, etc.

El hardware más extendido en este sector
industrial para mantenimiento predictivo consiste en analizadores
de vibración portátiles, sistemas de
protección por nivel de vibración conectados al
sistema de control mediante salidas, 4-20 mA. También se
utilizan técnicas complementarias a la vibración
como la inspección termográfica o la
inspección ultrasónica (ver anexo 5).

Laminación de metales

En el sector metalúrgico hace años que se
aplican los sistemas de monitorización del estado de la
maquinaria, aunque principalmente mediante analizadores de
vibración portátiles.

Más recientemente estamos viendo un
interés creciente hacia los sistemas de adquisición
de datos on-line, las razones son:

La toma de datos mediante equipos portátiles se
suele realizar cada 2 ó 3 semanas, en ese periodo de
tiempo podría desarrollarse una avería y no
sería detectada.

Los puntos de toma de datos de
vibración en trenes de laminación son lugares donde
la presencia humana es peligrosa en funcionamiento, de manera que
se recomienda instalar sensores de vibración fijos para
realizar la toma de datos. Además, una vez tenemos la
lectura de los datos de vibración en continuo, pueden
usarse para otros cometidos distintos del mantenimiento, como por
ejemplo el control de la calidad del producto laminado por
evaluación de la intensidad del "efecto persiana"
(chatter).

Al contar con sistemas de
adquisición de datos automáticos, eliminamos las
horas/hombre que antes se requerían para la toma de datos
(ver anexo 6).

Por Maquina Motorizada

· Aerogeneradores

· Ascensores para
edificios

· Bombas

· Camiones de minas

· Compresores de aire

· Engranajes

· Estaciones de bombeo
desatendidas

· Escaleras
automáticas

· Equipos de refrigeración y
calefacción de edificios

· Grandes máquinas
alternativas: Compresores y Motores

· Grandes máquinas
eléctricas

· Grúas

· Máquina
herramienta

· Mecanizado de madera

· Minicentrales
hidráulicas

· Molinos (cemento, yeso,
cal,…)

· Radares (militares y
civiles)

· Rodamientos y Soportes

· Separadores
centrífugos

· Trenes de alta
velocidad

· Turbomaquinaria

· Torres de
refrigeración

· Ventiladores de
refrigeración

· Ventiladores de
túneles

INSTRUMENTACION
PARA EL MANTENIMIENTO PREDICTIVO

Recolección intermitente con
colectores portátiles

Los equipos portátiles de medida de
vibración aplicados al mantenimiento de maquinaria,
están construidos con calidad industrial para ser usados
en campo. La mayoría disponen de memoria en la cual
almacenan los datos tomados en rutas de medición para
descargarlos posteriormente a un PC donde se analizan tendencias
para ver la evolución a lo largo del tiempo y los
espectros, principalmente para diagnosticar los problemas y
pronosticar futuros fallos.

Recolección automática con sistemas de
adquisición en continuo

Los sistemas de medida en continuo permiten, desde
avisar o parar la máquina una vez alcanzado un determinado
nivel de vibración, hasta recoger y almacenar todos los
datos necesarios para realizar diagnósticos y realizar un
mantenimiento predictivo. Podemos clasificar los sistemas de
monitorización en continuo por su función de la
siguiente manera:

Protección. Son dispositivos que actúan
por nivel de vibración para parar la máquina antes
de llegar a niveles peligrosos.

Supervisión. La supervisión del estado de
la maquinaria se realiza mediante las medidas de vibración
y su seguimiento mediante el estudio de tendencias. Los monitores
de vibración suelen estar provistos de una salida 4-20 mA
para comunicar los niveles de vibración al sistema de
control (DCS).

Diagnóstico predictivo. Los sistemas on-line
preparados para el mantenimiento predictivo recogen y almacenan
datos de vibración y otros parámetros tanto en
valor global, como espectros, forma de onda, fase,
demodulación, etc.

Diagnóstico transitorio. Las turbomáquinas
necesitan sistemas de adquisición de datos multicanales y
con una elevada velocidad de adquisición. Esto permite
tomar medidas simultáneas y así determinar las
vibraciones transitorias que se producen en arranques paradas o
cuando surge algún problema. Además, estos sistemas
disponen de potentes herramientas gráficas de
diagnóstico.

CONCLUSIONES

Indiscutiblemente, a medida que las máquinas se
hacen cada vez más complejas, se torna más evidente
la necesidad de predecir ciertos fallos, una buena parte de los
cuales dan alguna señal que constituye un aviso de que van
a ocurrir o que están en proceso de ocurrencia. Para
aquellos casos en los que es conveniente implementar una o varias
tareas predictivas que eviten la ocurrencia de tales fallos, se
debe decidir, entre otros aspectos, cuál sea la frecuencia
con la que se acometerán.

La realidad indica que, en muchos casos, el criterio que
se emplea para decidir es la frecuencia con la que ocurre un
fallo dado, es decir, si determinado modo de fallo no ocurre muy
a menudo, la frecuencia de la tarea predictiva que se le asocia
es poco frecuente y viceversa.

La tarea predictiva se ejecuta con mayor frecuencia en
una máquina crítica que en otra que no lo sea. Sin
embargo, la credibilidad de estas acciones predictivas
están seriamente amenazadas, porque lo cierto es que la
frecuencia a la que se debe realizar una tarea predictiva no
tiene nada que ver con la frecuencia de ocurrencia del modo de
fallo que trata de evitar, ni tampoco con la criticidad de la
máquina sobre la cual se aplica.

ANEXOS

ANEXO 1

Generación
Eléctrica

ANEXO 2

Petroquímico

ANEXO 3

Cemento

ANEXO 4

Papel

ANEXO 5

Otras Industrias

ANEXO 6

Laminación de Metales

Autor:

Mantilla Gabriel

Carrasquero Carlos

Centeno Francisco

Bello Eduard

Profesor:

Ing. Jorge Cristancho