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Mantenimiento predictivo - técnicas aplicadas al mantenimiento predictivo



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
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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.
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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. 
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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
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Los símbolos representan tanto sucesos, puertas lógicas y transferencias. Los mas importantes son los siguientes
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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.


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