Esta técnica supone
la medición de diversos parametros que muestren una
relación predecible con el ciclo de vida del componente.
METODOLOGÍA DE LAS INSPECCIONES.
Una vez determinada la factibilidad y conveniencia de realizar un mantenimiento predictivo a una maquina o unidad, el paso siguiente es
determinar la o las variables físicas a controlar que sean
indicativas de la condición de la maquina. El objetivo de
esta parte es revisar en forma detallada
las técnicascomúnmente usadas en el monitoreo según
condición, de manera que sirvan de guía para
su selección general. La finalidad del monitoreo es
obtener una indicación de la condición (mecanica)
o estado de salud de la maquina, de manera que pueda
ser operada y mantenida con seguridad y economía.
Por monitoreo, se entendió en sus inicios, como la medición de
una variable física que se considera representativa de la
condición de la maquina y su comparación con valores que
indican si la maquina esta en buen estado o deteriorada. Con la
actual automatización de estas técnicas, se ha
extendido la acepción de la palabra monitoreo también a la
adquisición, procesamiento y almacenamiento de datos. De
acuerdo a los objetivos que se pretende alcanzar con el monitoreo de
la condición de una maquina debe distinguirse entre vigilancia,
protección, diagnóstico y pronóstico.
* Vigilancia de maquinas. Su objetivo es indicar cuando
existe un problema. Debe distinguir
entre condición buena y mala, y si es mala indicar cuan mala es.
* Protección de maquinas. Su objetivo es evitar
fallas catastróficas. Una maquina
esta protegida, si cuando los valores que indican su
condición llegan a valores considerados peligrosos, la maquina
sedetiene automaticamente.
* Diagnóstico de fallas. Su objetivo es definir
cual es el problema específico. Pronóstico de vida
la esperanza a. Su objetivo es estimar cuanto
tiempo mas Podría funcionar la maquina
sin riesgo de una falla catastrófica.
Existen varias técnicas aplicadas para el mantenimiento preventivo entre
las cuales tenemos las siguientes:
1. Analisis de vibraciones.
El interés de de las Vibraciones Mecanicas llega al
Mantenimiento Industrial de la mano del Mantenimiento
Preventivo y Predictivo, con el interés de alerta que significa un
elemento vibrante en una Maquina, y la necesaria prevención de las
fallas que traen las vibraciones a medio plazo.
Registro de vibraciones en un ciclo
de trabajo de la pala
Transformada Tiempo-Frecuencia.
El interés principal para el mantenimiento debera ser la
identificación de las amplitudes predominantes de las vibraciones
detectadas en el elemento o maquina, la determinación de las
causas de la vibración, y la corrección del problema que
ellas representan. Las consecuencias de las vibraciones mecanicas son el
aumento de los esfuerzos y las tensiones, pérdidas de energía,
desgaste de materiales, y las mas temidas: daños por fatiga
de los materiales, ademas de ruidos molestos en
el ambiente laboral, etc.
Parametros de las vibraciones.
* Frecuencia: Es el tiempo necesario para completar un
ciclo vibratorio. En los estudios de Vibración se usan
los CPM (ciclos por segundo) o HZ (hercios).
* Desplazamiento: Es la distancia total que describe el elemento vibrante,
desde un extremo al otro de su movimiento.
* Velocidad y Aceleración: Como valor relacional
de losanteriores.
* Dirección: Las vibraciones pueden producirse en 3 direcciones lineales
y 3 rotacionales
Tipos de vibraciones.
Vibración libre: causada por un sistema vibra
debido a una excitación instantanea.
Vibración forzada: causada por un sistema vibra
debida a una excitación constante las causas de las vibraciones
mecanicas
A continuación detallamos las razones mas habituales por las que
una maquina o elemento de la misma puede llegar a vibrar.
Vibración debida al Desequilibrado (maquinaria
rotativa).
Vibración debida a la Falta de Alineamiento (maquinaria rotativa
Vibración debida a la Excentricidad (maquinaria rotativa).
Vibración debida a la Falla de Rodamientos y
cojinetes.
Vibración debida a problemas de engranajes y
correas de Transmisión (holguras, falta de lubricación, roces,
etc.)
2. Analisis de lubricantes.
Estos se ejecutan dependiendo de la necesidad, según:
Analisis Iniciales: se realizan a productos de aquellos
equipos que presenten dudas provenientes de los resultados del Estudio de
Lubricación y permiten correcciones en la selección
del producto, motivadas a cambios en condiciones de operación
Analisis Rutinarios: aplican para equipos considerados como
críticos o de gran capacidad, en los cuales se define una frecuencia
de muestreo, siendo el objetivo principal de los analisis la
determinación del estado del aceite, nivel de desgaste
y contaminación entre otros
Analisis de Emergencia: se efectúan para detectar cualquier
anomalía en el equipo y/o Lubricante, según:
* Contaminación con agua
* Sólidos (filtros y sellos defectuosos).
* Uso de un producto inadecuado
Equipos
* Bombas de extracción
* Envases para muestras
*Etiquetas de identificación
* Formatos
Para ver el grafico seleccione la opción 'Descargar' del menú superior
Este método asegura que tendremos
Maxima reducción de los costos operativos.
Maxima vida útil de los componentes con mínimo desgaste.
Maximo aprovechamiento del lubricante utilizado.
Mínima generación de efluentes.
En cada muestra podemos conseguir o estudiar los siguientes factores que
afectan a nuestra maquina
Elementos de desgaste: Hierro, Cromo,
Molibdeno, Aluminio, Cobre, Estaño, Plomo.
Conteo de partículas: Determinación de la limpieza,
ferrografía.
Contaminantes: Silicio, Sodio, Agua, Combustible, Hollín,
Oxidación, Nitración, Sulfatos, Nitratos.
Aditivos y condiciones del lubricante: Magnesio, Calcio,
Zinc, Fósforo, Boro, Azufre, Viscosidad.
Graficos e historial: Para la evaluación de las
tendencias a lo largo del tiempo.
De este modo, mediante la implementación de técnicas ampliamente
investigadas y experimentadas, y con la utilización de equipos de la
mas avanzadatecnología, se lograra disminuir
drasticamente
Tiempo perdido en producción en razón de desperfectos
mecanicos.
Desgaste de las maquinas y sus componentes.
Horas hombre dedicadas al mantenimiento.
Consumo general de lubricantes
3. Analisis por ultrasonido.
Este método estudia
las ondas de sonido de baja frecuencia producidas por los
equipos que no son perceptibles por el oído humano.
Ultrasonido pasivo: Es producido por mecanismos rotantes, fugas de fluido,
pérdidas de vacío, y arcos eléctricos. Pudiéndose
detectarlo mediante la tecnología apropiada.
Para ver el grafico seleccione la opción 'Descargar' del menú superior
El Ultrasonido permite
Detección de fricción en maquinasrotativas.
Detección de fallas y/o fugas en valvulas.
Detección de fugas de fluidos.
Pérdidas de vacío.
Detección de 'arco eléctrico'.
Verificación de la integridad de juntas de recintos
estancos.
Se denomina Ultrasonido Pasivo a la tecnología que permite
captar el ultrasonido producido por diversas fuentes.
El sonido cuya frecuencia esta por encima del rango de captación del oído humano (20-a-20.000 Hertz)
se considera ultrasonido. Casi todas las fricciones mecanicas, arcos
eléctricos y fugas de presión o vacío producen
ultrasonido en un rango aproximado a los 40 Khz Frecuencia con características
muy aprovechables en el Mantenimiento Predictivo, puesto que las ondas sonoras
son de corta longitud atenuandose rapidamente sin producir
rebotes. Por esta razón, el ruido ambiental por mas
intenso que sea, no interfiere en la detección del ultrasonido.
Ademas, la alta direccionalidad del ultrasonido en 40
Khz. permite con rapidez y precisión la ubicación de la falla.
La aplicación del analisis por
ultrasonido se hace indispensable especialmente en la detección de
fallas existentes en equipos rotantes que giran a velocidades inferiores a las
300 RPM, donde la técnica de medición de vibraciones se
transforma en un procedimiento ineficiente.
De modo que la medición de ultrasonido es en ocasiones
complementaria con la medición de vibraciones, que se utiliza
eficientemente sobre equipos rotantes que giran a velocidades superiores a las
300 RPM.
Al igual que en el resto del mundo industrializado, la
actividad industrial en nuestro País tiene la imperiosa necesidad de
lograr el perfil competitivo que le permita insertarse en la economía
globalizada. En consecuencia, toda tecnologíaorientada
al ahorro de energía y/o mano de obra es de especial
interés para cualquier Empresa.
4. Termografía.
La Termografía Infrarroja es una técnica que permite, a distancia
y sin ningún contacto, medir y visualizar temperaturas de superficie con
precisión.
Para ver el grafico seleccione la opción 'Descargar'
del menú superior
Los ojos humanos no son sensibles a la radiación infrarroja
emitida por un objeto, pero las camaras termograficas, o de
termovisión, son capaces de medir la energía
con sensores infrarrojos, capacitados para 'ver' en estas
longitudes de onda. Esto nos permite medir la energía
radiante emitida por objetos y, por consiguiente, determinar
la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real y sin
contacto.
La gran mayoría de los problemas y averías en el entorno
industrial - ya sea de tipo mecanico, eléctrico y de
fabricación - estan precedidos por cambios de temperatura que
pueden ser detectados mediante la monitorización de temperatura con
sistema de Termovisión por Infrarrojos. Con la implementación
de programas de inspecciones termograficas en instalaciones,
maquinaria, cuadros eléctricos, etc. es posible minimizar el riesgo de
una falla de equipos y sus consecuencias, a la vez que también ofrece
una herramienta para el control de calidad de las reparaciones
efectuadas.
El analisis mediante Termografía infrarroja debe complementarse
con otras técnicas y sistemas de ensayo conocidos, como
pueden ser el analisis de aceites lubricantes, el analisis
de vibraciones, los ultrasonidos pasivos y el analisis predictivo
en motores eléctricos. Pueden añadirse
los ensayos no destructivos clasicos: ensayos,
radiografico, el ultrasonido activo,partículas
magnéticas, etc.
El analisis mediante Camaras Termograficas Infrarrojas,
esta recomendado para:
* Instalaciones y líneas eléctricas de Alta y Baja
Tensión.
* Cuadros, conexiones, bornes, transformadores, fusibles y empalmes
eléctricos.
* Motores eléctricos, generadores, bobinados,
etc.
* Reductores, frenos, rodamientos, acoplamientos y embragues mecanicos.
* Hornos, calderas e intercambiadores de calor.
* Instalaciones de climatización.
* Líneas de producción, corte, prensado, forja, tratamientos
térmicos.
Las ventajas que ofrece el Mantenimiento Preventivo por Termovisión son:
* Método de analisis sin detención
de procesos productivos, ahorra gastos.
* Baja peligrosidad para el operario por evitar la necesidad de contacto con el
equipo.
* Determinación exacta de puntos deficientes en una línea
de proceso.
* Reduce el tiempo de reparación por la localización precisa de
la Falla.
* Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento.
* Ayuda al seguimiento de las reparaciones previas.
* 5. Analisis por arbol de fallas.
El Analisis por Arboles de Fallos (AAF), es una
técnica deductiva que se centra en un suceso
accidental particular (accidente) y proporciona un método para
determinar las causas que han producido dicho accidente. Nació en la
década de los años 60 para la verificación de la fiabilidad
de diseño del cohete Minuteman y ha sido
ampliamente utilizado en el campo nuclear y químico. El hecho de su gran
utilización se basa en que puede proporcionar resultados tanto
cualitativos mediante la búsqueda de caminos críticos, como
cuantitativos, en términos de probabilidad de fallos de
componentes.
Para eltratamiento del
problema se utiliza un modelo grafico que muestra las
distintas combinaciones de fallos de componentes y/o errores humanos cuya
ocurrencia simultanea es suficiente para desembocar en un suceso
accidental.
La técnica consiste en un proceso deductivo
basado en las leyes del Algebra de
Boole, que permite determinar la expresión de sucesos complejos
estudiados en función de los fallos basicos de los
elementos que intervienen en él.
Consiste en descomponer sistematicamente un
suceso complejo (por ejemplo rotura de un depósito de almacenamiento de
amoniaco) en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos basicos, ligados
normalmente a fallos de componentes, errores humanos, errores operativos, etc.
Este proceso se realiza enlazando dichos tipos de sucesos mediante lo que se
denomina puertas lógicas que representan los operadores del
algebra de sucesos.
Cada uno de estos aspectos se representa graficamente durante
la elaboración del arbol mediante
diferentes símbolos que representan los tipos de sucesos, las
puertas lógicas y las transferencias o desarrollos posteriores del arbol.
Un ejemplo de arbol de fallos es el siguiente
Para ver el grafico seleccione la opción 'Descargar' del menú superior
Los símbolos representan tanto sucesos, puertas lógicas y
transferencias. Los mas importantes son los siguientes
Para ver el grafico seleccione la opción 'Descargar' del menú superior
CONCLUSIÓN.
Es importante considerar que la productividad de
una industria aumentara en la medida que las fallas en las
maquinas disminuyan de una forma sustentable en el tiempo. Para
lograr lo anterior, resulta indispensable contar con la estrategia de
mantenimiento mas apropiada y con personalcapacitado tanto en el uso de
las técnicas de analisis y diagnóstico de fallas
implementadas como también con conocimiento suficiente sobre
las características de diseño y funcionamiento de las
maquinas.
En el presente trabajo se mencionaron varias de las técnicas de
analisis utilizadas hoy en día, entre las que se destaca el
analisis de vibraciones mecanicas, ilustrando con un grafico su alcance así como la necesidad de usar
diferentes indicadores con el fin de llegar a un diagnóstico
acertado. Diagnosticado y solucionado los problemas, la vida
de las maquinas y su producción aumentara y por tanto, los
costos de mantenimiento disminuiran.
BIBLIOGRAFIA.
* Rosaler, Robert C. (2002). Manual del Ingeniero de
Planta. Mac-Graw-Hill/Interamericana de Editores, S.A. de C.V.
* Bittel, L Ramsey, J. (1992). Enciclopedia del
MANAGEMENT. Ediciones Centrum Técnicas y
Científicas. Barcelona, España.
DEFINICION DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO.
El mantenimiento predictivo es la serie de acciones que se toman y las
técnicas que se aplican con el objetivo de detectar fallas y defectos de
maquinaria en las etapas incipientes para evitar que las fallas se manifiesten
catastróficamente durante operación y que ocasionen paros de emergencia
y tiempos muertos causando impacto financiero negativo.
TECNICAS DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO.
El requisito para que se pueda aplicar una técnica predictiva es que la
falla incipiente genere señales o síntomas de su existencia,
tales como; alta temperatura, ruido, ultrasonido, vibración,
partículas de desgaste, alto amperaje, etc.
Las técnicas para detección de fallas ydefectos en maquinaria
varían desde la utilización de los sentidos humanos (oído,
vista, tacto y olfato), la utilización de datos de control de proceso y
de control de calidad, el uso de herramientas estadísticas, hasta las
técnicas de moda como; el analisis de vibración,
la termografía, la tribología, el analisis de circuitos
de motores y el ultrasonido.
10 PASOS PARA LA IMPLEMENTACION EFECTIVA
DEL
MANTENIMIENTO PREDICTIVO.: (Explicados detalladamente
en nuestros cursos de mantenimiento predictivo)
1. Definir los objetivos con impacto financiero que se pretenden lograr con el
mantenimiento predictivo.
2. Seleccionar el equipo crítico. (Analisis de Criticidad).
3. Efectuar analisis de fallas y efectos (FMEA o RCM).
4. Determinar los parametros factibles a monitorear.
5. Seleccionar la técnica y el método de mantenimiento
predictivo.
6. Definir quién tendra la responsabilidad de llevar a cabo el
mantenimiento predictivo.
7. Elaborar la justificación económica
del
programa de
mantenimiento predictivo.
8. Elaborar los procedimientos detallados de las rutinas de mantenimiento
predictivo
9. Capacitar y entrenar al personal en la metodología y técnicas
del
mantenimiento predictivo.
10. Dar el inicio oficial al programa de mantenimiento predictivo.
SERVICIOS DE
MANTENIMIENTO PREDICTIVO
1. Cursos de mantenimiento predictivo.
2. Diseño e implementación de programas de mantenimiento
predictivo.
3. Servicios varios de mantenimiento predictivo.
4. Monitoreo y analisis de vibración.
5. Termografia.
6. Venta de equipo para analizar vibración
MANTENIMIENTO PREDICTIVO.
ElMantenimiento Predictivo esta mal interpretado por
mucho mantenedores. Primero, no se habla de
Mantenimiento Predictivo cuando se ejecutan acciones de Inspección.
Tampoco es Predictivo el hecho de medir las variables de Vibraciones con el
mejor equipo del Mundo. Es por esto
que el Mantenimiento Predictivo es muy complejo.
Ante todo, se define como Mantenimiento Predictivo la ejecución de las
acciones de Mantenimiento en función del estado técnico real del
equipo, a partir de la medición y seguimiento de algún
parametro síntoma y la intervención según niveles
deseados, permisibles o de alarma. A partir de aquí, el Mantenimiento
Predictivo es: Medición de Variables que identifiquen un Parametro Síntoma, lo que es conocido
como
Monitorado de
Estado. Este monitorado de estado, se ejecuta Planificando Inspecciones, que
son ejecutadas según una frecuencia, prevista en función de las
características de la Variable en cuestión y el Parametro
Síntoma identificado.
A partir del estudio y analisis de la Variable, se establece una
acción de Mantenimiento a ejecutar, que puede ser Planificada, si se
prevé su ejecución, en función de las
características del equipo, o Correctiva, si hay que ejecutarla de forma
urgente. Como se puede apreciar, el Mantenimiento Predictivo es mucho
mas que medir y tomar lecturas, es todo un estudio
“DINAMICO” que tiene como principal criterio, el Seguimiento
de una Variable que identifica a un Parametro Síntoma. En
síntesis, el Mantenimiento Predictivo se ejecuta en función de las
Mediciones, Analisis y Diagnósticos ejecutados en los equipos,
que caracteriza en este caso la disminución
del
desempeño.