La tribología y el análisis de los lubricantes industriales (parte 1)

Introducción

En este artículo intentaremos hacer un análisis de los problemas e inconvenientes que genera una mala gestión de la lubricación, así como dar nuestro punto de vista sobre lo interesante que puede resultar implementar un mantenimiento predictivo basado en el análisis de lubricantes. Esto es válido tanto desde el punto de vista de economizar en el gasto de cambios innecesarios del lubricante como desde el cuidado de la máquina, pudiendo conocer con mucha antelación los problemas que le pueden estar afectando en base al análisis de los compuestos encontrados en el lubricante que es el único elemento que está en contacto con todos los elementos rodantes.

En ese sentido trataremos de dar respuesta a los siguientes puntos:

  • La importancia que tiene la correcta lubricación en la eficiencia de la maquinaria.
  • Aumento o disminución de la vida útil de la máquina en función del lubricante y del tratamiento que le demos.
  • La Influencia en el gasto energético, productividad y fiabilidad de los equipos en función de la física tribológica.
  • Los métodos de análisis más utilizados en los aceites para controlar su estado.

Importancia de la lubricación en la industria

Por lo general en la industria sólo el 1% del presupuesto de mantenimiento se invierte en la lubricación y una ínfima parte de ese 1% se dedica a un mantenimiento Predictivo adecuado para el ejercicio de esta parte tan importante del trabajo de los equipos rotativos. Esto choca un poco al considerar el volumen de fallos que se producen en los activos de una empresa derivados de la ausencia de lubricación, de la mala elección de aceites y del estado de conservación del mismo.

Relación entre el presupuesto de mantenimiento para lubricantes e impacto de los mismos en el gasto por averías

Como hemos visto en la gráfica, la influencia de la lubricación en la vida útil de los equipos rotativos es muy importante y podemos cuidarla con una gestión adecuada del ciclo completo del lubricante

  • Buena elección para la aplicación para la que se elije
  • Formato de compra y almacenamiento adecuado del lubricante.
  • Aplicación de las técnicas adecuadas para una buena lubricación
  • Y la implementación de un plan de mantenimiento predictivo basado en el análisis de los lubricantes

Este tipo de gestión reducirá considerablemente las averías, el consumo de lubricantes y la cantidad de energía consumida y bajará considerablemente el gasto de mantenimiento en la industria.

Naturalmente nos estamos refiriendo a máquinas rotativas con puntos de apoyo basados en rodamientos y cojinetes que van engrasados. En la figura siguiente podemos ver cómo afecta la lubricación a los rodamientos en particular.

El tratamiento del lubricante como método predictivo

El mantenimiento predictivo es la estrategia de mantenimiento que trata de anticiparse al fallo utilizando cualquier tipo de medición o análisis de sus parámetros físicos para lograrlo.

En los equipos lubricados, antes de que se produzca el fallo funcional de la máquina se van presentando una serie de señales que nos indican que éste va a producirse. El análisis de aceites nos puede ayudar a detectar un futuro fallo de la máquina hasta seis meses antes de que se produzca e incluso nos puede dar indicios de cuales pueden ser los elementos afectados. Por este motivo, es muy importante llevar un seguimiento de su estado para poder detectar a tiempo estos fallos y planificar la reparación correspondiente para evitar la parada.

Funciones del lubricante

El lubricante es fundamental en la mayor parte de la maquinaria rotativa y su correcta elección es fundamental para que las máquinas funcionen correctamente.

Las principales funciones que debe cumplir un lubricante son:

  • Separar las superficies en movimiento por lo que necesita tener una alta resistencia al corte molecular.
  • Disipar el calor generado por la fricción para lo cual necesita poseer una buena conductividad térmica.
  • Control del desgaste corrosivo, es decir, que el lubricante inhiba la corrosión en ambientes adversos.

Además, el aceite tiene unas capacidades básicas que debemos tener en cuenta a la hora de elegir un aceite. Éstas son:

  • Una determinada viscosidad nominal  llamada índice de viscosidad.
  • Un rango de temperaturas de uso.
  • Una determinada capacidad de carga.
  • Y su compatibilidad con los elementos que conforman el equipo, como por ejemplo los elastómeros que se utilizan para cierres y juntas.

La viscosidad es uno de los factores más importantes a la hora de elegir un aceite. Una viscosidad alta hará que la capacidad de carga del aceite sea mayor, pero la velocidad a la que fluye el aceite también será más baja y la perdida de carga por fricción será mayor. Mientras que al disminuir la viscosidad, la velocidad será mayor y se perderá menos carga por fricción, pero la capacidad de carga podría ser insuficiente. Por este motivo se debe elegir un aceite que tenga la viscosidad en el rango correcto para las condiciones de trabajo que vaya a tener en la máquina.

También es importante ver el rango de temperatura en el que trabajará el aceite en la máquina y asegurarnos de que las temperaturas que soporta el aceite son las correctas para ese rango. Si el aceite tiene que soportar temperaturas demasiado altas o demasiado bajas sus propiedades pueden variar, alejándose de las características óptimas para las que se preveía y empeorando su protección, además de degradarse mucho más rápido de lo esperado.

Una elección inadecuada de los lubricantes generará deterioros en los componentes de la máquina con gran facilidad como por ejemplo por corrosión, como es el caso de los rodamientos de las fotografías a continuación.

Composición del aceite

Los aceites están formados por lo general por uno o varios aceites bases y por una serie de aditivos.

Los aditivos pueden constituir entre el 5 y el 30% del aceite total y se encargan de modificar las propiedades de los aceites base. Pueden ayudar a establecer las propiedades óptimas para el uso del aceite, pero deben ser compatibles entre ellos, con los aceites base y con los componentes de la máquina.

Hay 3 grupos principales de aditivos

Aditivos de Rendimiento: Mejoran las propiedades de la base permitiendo al lubricante trabajar en condiciones más duras. Estas propiedades pueden ser el índice de viscosidad, o la capacidad detergente y dispersante.

Aditivos de Protección del Lubricante: Protegen a la base contra elementos de desgaste, alargando su vida útil. En este grupo se engloban los aditivos antioxidante, anti-espuma, etc.

Aditivos de Protección de las Superficies: Protegen de forma activa las superficies metálicas de los equipos, como son los aditivos anti-desgaste, anticorrosión, etc.

Los aditivos son generalmente metales que se añaden al aceite base o algunos componentes orgánicos que mejoran algunas de las condiciones del aceite.

A lo largo de la vida útil de un aceite, tanto el aceite base como los aditivos se van degradando debido a la oxidación o a la conjugación de los metales, así como por la condensación de agua o por fugas debidas a fallos de sellado de la máquina o en el almacenamiento.

Por lo tanto es importante llevar el control del estado del aceite por medio de análisis de laboratorio. Esto nos permitirá conocer la vida útil restante de un aceite, saber si tendremos que cambiarlo próximamente y, lo que es si cabe más importante, detectar fallos en las máquinas y así evitar que se produzca una rotura en la misma que podría ser mucho más costosa y parar la actividad productiva.

El análisis de aceite generalidades

El Análisis de lubricante consiste en la realización de test físico-químicos al aceite con el fin de determinar si éste se encuentra en condiciones de ser empleado, o debe ser cambiado. Además es el método que mayor información proporciona al gestor de mantenimiento con respecto a las condiciones de operación del equipo, sus niveles de contaminación, degradación y finalmente su desgaste y vida útil restante.

Muchos departamentos de mantenimiento cometen el error de realizar los análisis de aceites utilizando el laboratorio de su proveedor de lubricantes o contratando los servicios de laboratorio privados. En muchos de los casos los resultados del análisis son recibidos semanas o meses después de la toma de la muestra y la información se vuelve irrelevante, ya que para ese momento, las condiciones del equipo ya son diferentes. En muchos casos el aceite ya fue cambiado y en otros el equipo ya falló y fue reparado. Lo adecuado sería realizar los análisis in situ para así conocer el estado actual del aceite y de la máquina, o como poco hacerlo en laboratorios especializados con apoyo de ingeniería predictiva que le ayude a tomar las decisiones más correctas. (Contacte con Terotecnic para más información)

Dentro de los factores que podemos analizar en un aceite, algunos de los que más información pueden darnos son los siguientes.

  • Contenido en agua.
  • Recuento de partículas.
  • Viscosidad cinemática.
  • Índice de basicidad (BN)
  • Índice de acidez (AN)
  • Partículas de desgaste (Fe, Cr, Sn, Al, Ni,  Cu, Pb, Mo)
  • Contenido en aditivos (Ca, Mg, B, Zn, P)
  • Contenido en contaminantes (Si, K, Na)
  • Nitración/Oxidación.

Toma de muestra

En primer lugar tenemos que ser cuidadosos en el muestreo, dado que un muestreo mal realizado puede falsear los resultados y darnos una información falsa sobre el aceite y la máquina.

Frecuencia de Muestreo de Aceite, Usos Correctos - Lubral

Es importante que la muestra sea representativa, debe ser extraída del equipo en las condiciones normales de operación (con el aceite en circulación y caliente) o inmediatamente después de haber parado la máquina. No deben tomarse muestras en frío. Deberán tomarse las cantidades necesarias y etiquetarlas con el mayor número posible de datos de su origen.

Normas ASTM y especificaciones ISO.

En la lista a continuación aparecen los controles que se realizan en un aceite, en los elementos de las líneas que los mueven, filtran o transportan, así como las medidas para asegurar que los análisis se realizan de forma correcta y con los aparatos correctamente calibrados:

  • ISO 2941 Elementos filtrantes –verificación del índice de presión de colapso/ruptura.
  • ISO 2942 Elementos filtrantes –verificación de la integridad de fabricación y determinación del primer punto de burbuja.
  • ISO 2943 Elementos filtrantes –verificación de la compatibilidad del material con los fluidos.
  • ISO 3722 Contenedores para muestras de fluido –métodos de limpieza de habilitación y control.
  • ISO 3724 Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando un contaminante formado por partículas.
  • ISO 3968 Filtros –evaluación de la presión diferencial frente a las características del caudal.
  • ISO 4021 Extracción de muestras de fluido de líneas de un sistema de funcionamiento.
  • ISO 4405 Determinación del nivel de contaminación formada por partículas mediante el método gravimétrico.
  • ISO 4406 Método para codificar el nivel de contaminación por partículas sólidas.
  • ISO 4407 Determinación de la contaminación formada por partículas mediante el método de conteo utilizando un microscopio óptico.
  • ISO 10949 Directrices para conseguir y controlar la limpieza de componentes que van de la fabricación a la instalación.
  • ISO 11170 Elementos filtrantes –secuencia de pruebas para verificar las características de rendimiento.
  • ISO 11171 Calibrado de contadores automáticos de partículas para líquidos.
  • ISO 11500 Determinación de la contaminación formada por partículas mediante el conteo de partículas automático utilizando el principio de extinción de la luz.
  • ISO 11943 Métodos de calibrado y validación de sistemas de conteo de partículas automáticos en línea.
  • ISO 16889 Elementos filtrantes –Método de evaluación por recirculación del rendimiento de filtrado de un elemento filtrante.
  • ISO 18413 Limpieza de componentes –documento de inspección y principios relacionados con la recogida de contaminante, análisis y recopilación de datos.
  • ISO 23181 Elementos filtrantes –determinación de la resistencia a la fatiga del caudal utilizando fluidos de alta viscosidad.
  • SAE ARP4205 Elementos filtrantes –método para evaluar la eficiencia dinámica con un caudal cíclico.

La cantidad de análisis que se pueden realizar al aceite es enorme, sólo enumeraremos en este artículo los más comunes y básicos para conocer el estado del aceite y detectar las posibles causas de las deficiencias del aceite y del equipo que lubrica. Los métodos ASTM para el análisis de aceite son los siguientes:

  • ASTM D-86 Características de Destilación
  • ASTM D-92 Puntos de inflamación y combustión
  • ASTM D-93 Punto de inflamación en vaso cerrado
  • ASTM D-94 Indice de saponificación
  • ASTM D-95 Determinación del agua, por destilación en productos petrolíferos
  • ASTM D-96 Determinación de agua y sedientos por centrifugación en productos petrolíferos
  • ASTM D-97 Punto de congelación
  • ASTM D-130 Corrosión al cobre
  • ASTM D-189 Residuo carbonoso
  • ASTM D-217 Penetración
  • ASTM D-217 Penetración a 60 golpes
  • ASTM D-217 Penetración a 100.000 golpes
  • ASTM D-240 Potencia calorífica
  • ASTM D-322 Dilución
  • ASTM D-445 Viscosidad cinemática
  • ASTM D-445 Viscosidad cinemática fuel
  • ASTM D-482 Cenizas
  • ASTM D-566 Punto de gota
  • ASTM D-664 Índice de acidez por potenciometría
  • ASTM D-665 Características preventivas contra la herrumbre de aceites de turbina
  • ASTM D-874 Cenizas sulfatadas
  • ASTM D-892 Espumas
  • ASTM D-893 Insolubles en pentano y tolueno
  • ASTM D-943 Ensayo oxidación 2000 h
  • ASTM D-974 Índice de acidez por colorimetría
  • ASTM D-1298 Peso específico
  • ASTM D-1401 Desemulsionabilidad
  • ASTM D-1500 Color
  • ASTM D-2266 Medida de las características preventivas de desgaste en grasa. Método 4 bolas
  • ASTM D-2270 Índice de viscosidad
  • ASTM D-2272 RPVOT
  • ASTM D-2500 Punto de nube
  • ASTM D-2596 Medidas de las propiedades EP de grasas. Método 4 bolas
  • ASTM D-2783 Índice carga-desgaste
  • ASTM D-2783 Medida de las características preventivas del desgaste. Método 4 bolas
  • ASTM D-2893 Ensayo de oxidación por aceites lubricantes con características EP
  • ASTM D-2896 Reserva alcalina
  • ASTM D-2982 Glicol en aceites de motor
  • ASTM D-3427 Desaireación
  • ASTM D-3828 Punto de inflamación
  • ASTM D-4172 Medida de las características preventivas de desgaste en aceite. Método 4 bolas
  • ASTM D-4737 Índice de cetano
  • ASTM D-4868 Potencia calorífica
  • ASTM D-5185 Determinación por ICP
  • ASTM D-5771 Punto de Nube (automático)
  • ASTM D-5950 Punto de congelación
  • ASTM D-6184 separación de aceite en grasas lubricantes
  • ASTM D-6304 Humedad, método coulométrico
  • ASTM E-70 Determinación del ph de disoluciones acuosas con electrodo de vidrio

Pero uno de los primeros análisis que podemos realizar al aceite nosotros mismos es una mera observación que nos puede dar una gran cantidad de información. En primer lugar, el color del aceite en comparación con el aceite nuevo, un color más oscuro de lo normal en el aceite nos puede indicar que el aceite ha sufrido una contaminación o que se ha oxidado. Mientras que un color más claro o blanquecino nos puede indicar que el aceite tiene agua.

Ver si el aceite contiene una gran cantidad de agua es bastante fácil dado que el agua y el aceite formarán dos fases inmiscibles, por lo que se puede ver que hay dos capas bien diferenciadas de líquidos; pero cantidades de agua menos elevadas emulsionan con el aceite y producen los típicos colores blanquecinos propios de este tipo de contaminación.  La presencia de agua en el aceite puede ser debida a fallos en la estanqueidad del circuito.

Lubricante con mezcla de agua

También se puede observar la turbidez del aceite, que se debe a la presencia de partículas en suspensión dentro del aceite, y si éstas son muy numerosas pueden llegar a decantar como partículas sólidas.

Al margen de ese análisis visual, existe un paquete de análisis de laboratorio que podríamos definir como los típicos para un análisis predictivo para determinar un posible fallo del lubricante o de la máquina.

Un análisis fundamental y relacionado con lo que acabamos de ver sobre el análisis visual es el ASTM D-95.

Análisis ASTM D-95

Con este análisis se determina la cantidad de agua en el aceite. Este análisis es de los más importantes ya que el contenido en agua es uno de los factores más dañinos para el aceite. El agua al ser inmiscible en el aceite favorece la ruptura de la película lubricante, por lo que la eficacia del aceite disminuye enormemente, además acelera el envejecimiento de éste ya que oxida muchos de sus componentes. También puede deteriorar la propia máquina debido a que el agua provoca herrumbre y corrosión en los componentes metálicos.

El contenido en agua en lubricante se puede determinar por métodos físicos o químicos. El método físico habitual es el Dean Stark, (aunque hay otros) que es una determinación directa por destilación. Se considera generalmente un método menos exacto que se utiliza cuando la cantidad de agua en el aceite es alta. La figura siguiente muestra el aparato Dean.

El agua también se puede determinar por medio de reacciones químicas. El método químico más utilizado es el método de Karl Fisher, pero dado que el uso de reactivos es elevado, sólo se utiliza cuando la cantidad de agua en el lubricante es pequeña.

Básicamente consiste en una valoración volumétrica con yodo (yodimetría) en medio anhidro. En una mezcla de dióxido de azufre (SO2) y yodo (I2) en metanol y piridina. Esta mezcla sufre una reacción redox que  es la siguiente:

El agua que aparece en los reactivos de esta reacción es el reactivo limitante, por lo que la formación de yoduro parará cuando se haya agotado el agua. La piridina neutraliza la acidez resultante de la reacción y estabiliza los productos. Generalmente, todo el proceso se realiza utilizando el metanol como disolvente anhidro y estabiliza también el proceso. El reactivo de Karl-Fisher debe ser estandarizado para calcular el denominado factor de Karl-Fisher (F), que se define como los gramos de agua detectados por cada mililitro de reactivo (F = mg H2O/ml reactivo de Karl-Fisher). Una vez que se dispone del valor de F, podemos calcular la cantidad de agua en el aceite.

T.A.N. (total acid number) y T.B.N. (total Base Number)

Dos análisis muy importantes también para saber la calidad del estado del lubricante son el TAN y TBN se trata de la aplicación de los métodos ASTM D-664 y D-974.

El análisis de acidez y basicidad es importante para seguir el deterioro del aceite debido a la oxidación de algunos de sus productos orgánicos.

El método se realiza en una celda electroquímica con un electrodo de vidrio y consiste en medir la cantidad de hidróxido potásico (T.A.N.) o de Ácido Clorhídrico (T.B.N.) necesarios para neutralizar todos los ácidos y las bases presentes en el aceite.

Para realizar esta medida, la muestra se calienta a 65 grados para conseguir que los sedimentos se disuelvan en el aceite y así poder valorar todos los ácidos o bases presentes. Además, dado que la valoración se realiza con una mezcla acuosa de KOH o de HCl, es necesario disolver el aceite en una mezcla de tolueno y propanol para permitir la difusión de los reactivos en la muestra.

Viscosidad

La viscosidad determina muchas cosas en la labor del lubricante, entre otras, determina el rango de temperaturas a que puede trabajar un aceite, condiciona la capacidad del mismo para ser bombeado a todos los órganos del motor o la caja de engranes y la resistencia de la película lubricante que quedará en las partes móviles.

Los cambios en la viscosidad presagian ciertas problemáticas que le suceden o pueden suceder al lubricante. Así un aumento de la viscosidad puede ser debido a:

  • Oxidación
  • Nitración
  • Contaminación
  • Periodos de cambios extendidos

La viscosidad cinemática se calcula midiendo el tiempo que un determinado volumen de aceite emplea en fluir a través de un tubo capilar a una temperatura determinada.

Este tubo capilar se introduce con el aceite a controlar en un baño a temperatura constante hasta que la temperatura se estabiliza. El tubo esta graduada con unas marcas calibradas que definen un volumen determinado. Este volumen multiplicado por el tiempo nos da la Viscosidad Cinemática en mm2/s.

Esta viscosidad se reporta en mm2/s (o cSt) a dicha temperatura. La viscosidad se reporta normalmente a 2 temperaturas: 40°C y 100°C.

El grado de viscosidad ISO se define como la viscosidad a 40 0C ±10% de variación.

Recuento de partículas totales y ferrografía.

Se pueden analizar el número de partículas totales que se encuentran en suspensión  en el aceite. Esto se realiza mediante un conjunto de imanes que separan las partículas en estratos en función de su tamaño.

Cuando se consigue esto, se hace pasar un haz de luz generado por una lámpara para que atraviese las partículas y llegue a un fotodetector que realiza el cuenteo.

El resultado se expresa en número de partículas totales en 100ml de muestra y en función del tamaño de las partículas.

Generalmente se da el resultado en el rango entre 4µm y 14µm. De la misma manera, se puede realizar una foto al microscopio y analizar las partículas de metal y por la forma de las partículas y su composición, un especialista es capaz de determinar su origen y la causa por la que se ha producido la rotura. Por ejemplo, las siguientes partículas corresponden al desgaste por abrasión.

Desgaste acero por abrasión

Las partículas de desgaste, contaminación o aditivos más usuales son las siguientes:

  • HIERRO (Fe):
    • Es el elemento más común de desgaste de material presente en rodamientos, engranajes, pernos, camisas de cilindros, manivela o árbol de levas, pasadores de biela, bomba de aceite, tren de válvulas, compresor de aire, seguidor de levas.
  • ALUMINIO (Al):
    • Se suele dar como elemento de desgaste en arandelas, juntas, cierres, carcasa de caja de cambio o algunas superficies en rozamientos como cojinetes de bancada, cojinete de biela, cojinete de árbol de levas, cojinete de balancín, cojinete de empuje de cigüeñal, soporte de balancín, cojinete de bomba de aceite, cojinete de engranaje de sincronización, pistones de compresores de aire, también puede ser contaminación externa por entrada de polvo en suelos arcilloso.
  • CROMO (Cr):
    • Elemento de desgaste en juntas y/o cojinetes de rodillos o bolas, posible contaminación con líquido refrigerante. Cojinetes de rodillos / bolas, anillos de pistón compresores, válvulas de escape, cigüeñales.
  • COBRE (Cu):
    • Presente en forma de aleación, tanto en bronce como latón, no obstante, normalmente se detecta en combinación con estaño para aleación de bronce y zinc para el latón. Es una de las partículas de desgaste de Bujes o cojinetes, engranajes de sincronización o engranaje intermedio, bomba de agua con rodetes de bronce, cojinete de empuje, aditivos del aceite.
  • PLOMO (Pb):
    • Metal presente en rodamientos, sellos, soldaduras, pinturas, grasas, revestimiento de cojinetes de bancada y de biela, revestimiento de cojinetes de árbol de levas, cojinetes del turbo-alimentadores.
  • ESTAÑO (St):
    • Material presente en sellos hidráulicos y soldaduras.
  • MOLIBDENO (Mo):
    • Aros superiores (algunos motores), grasas con contenido de molibdeno, aditivo en algunos aceites
  • (ZINC)Zn:
    • Aditivo de aceite lubricante.
  • FÓSFORO (P):
    • Componente de refrigerantes y aditivo de aceites lubricantes.
  • SILICE (Si):
    • Entrada de tierra, grasa con contenido de sílice, aditivo antiespumante.
  • SODIO (Na):
    • Escape del enfriador, entrada de agua, condensación, aditivo del aceite.
  • CLORO (Cl):
    • Aditivo de E.P,
  • AZUFRE (S):
    • Aditivo de E.P, el azufre y el fosforo son importantes en los aceites de extrema presión.

Continuará…

FAQ

¿Qué es un aceite lubricante?

De forma general, se trata de una sustancia que reduce el rozamiento cuando se interpone entre dos superficies con movimiento relativo.

Existen lubricantes de diferentes calidades y viscosidades aunque sus funciones tienen muchas analogías:

  • Reducir la fricción entre dos superficies metálicas.
  • Proteger los elementos mecánicos del desgaste y la corrosión.
  • Limpiar y refrigerar los motores.
  • Actuar de sellante entre los segmentos/pistones y las camisas con el fin de evitar las fugas de gases producidas en la cámara de combustión.

¿Qué es un análisis de aceites?

El Análisis de aceite es un conjunto de procedimientos y mediciones aplicadas al aceite usado en las máquinas y equipos, que facilitan el control tanto del estado del lubricante, como el de los componentes de la máquina a la que lubrica.

¿Cuándo debo hacer un análisis de aceite?

Los análisis de aceites suelen hacerse periódicamente para asegurarse que el aceite sigue cumpliendo con sus funciones de lubricación, pero también debe hacerse cuando tenemos indicios de que la máquina puede tener algún problema interno.

¿Qué es la viscosidad de un lubricante?

La viscosidad es la resistencia de un líquido a fluir y, en el caso de los lubricantes, es una característica esencial a tener en cuenta a la hora de seleccionarlo.

La viscosidad no es un indicativo de calidad ni de idoneidad del aceite, es tan solo uno de las propiedades a la hora de la elección de un lubricante, pero una disminución o aumento de la misma en el análisis si es un indicativo de problemas en el lubricante.

BIBLIOGRAFÍA

Center for Tribology Inc. http://www.cetr.com

Noria Corporation http://www.noria.com/

Tribomecánica – Desgastes Mecanicos http://www.tribomecanica.com.ar

Tribology ABC http://www.tribology-abc.com

Tribología Widman http://www.widman.biz/

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

El perfil de un Ingeniero de confiabilidad

Introducción

Después de casi cuarenta años ejerciendo de una u otra forma como ingeniero de confiabilidad, he podido extraer mis propias conclusiones sobre cuales son las cualidades que se le deben exigir a los ingenieros que ejercen esta disciplina o aquellos que pretenden dedicarse a ella. Creo que las funciones del departamento de confiabilidad se pueden dividir en varias actividades todas ellas complejas. Pero por resumirlas en dos grandes bloques podríamos decir que uno de ellos englobaría todo lo referente a la gestión de activos (norma ISO55000) y por otro lado todo lo referente a la Confiabilidad que también está incluido en esta norma pero de una manera más liviana. Estos dos grandes grupos están ligados uno al otro con fuerza y uno sin el otro en razón de la ingeniería y el mantenimiento no tienen sentido. Este es el motivo por el que, contar con especialistas que sean expertos en estas disciplinas y que además sean capaces de compaginar el trabajo de estos bloques junto con el sistema de mantenimiento de su planta a pie de máquina es muy complicado.

Quizás por este motivo es difícil que empresas de pequeño, medio e incluso gran tamaño encuentren a las personas idóneas para acometer esta función, sin dedicar antes mucho tiempo y dinero en su formación tanto interna como externa. En este artículo intentaré explicar por qué pienso esto usando mi propia historia y experiencia.

Historia y experiencia

Recuerdo que mi primer contacto con lo que se podría llamar un departamento de confiabilidad, entre comillas, fue cuando en la primera empresa para la que trabajaba, alguien de su alta dirección con buen criterio, decidió comenzar a crear este departamento de confiabilidad dentro de una de sus plantas. Yo, en aquel momento de mi vida ni tan siquiera había oído hablar de que se trataba el trabajo, pero de alguna manera fui elegido para dicha misión. Hay que tener en cuenta que estamos hablando de los años 80 cuando los ordenadores eran meramente decorativos y todavia los equipos de medida predictiva estaban en pañales y eran aparatos completamente manuales y rudimentarios, la informática estaba empezando a entrar en las empresas y era de poquísima utilidad.

¿Cuáles eran mis capacidades en aquel momento de mi vida? Honestamente creo que ninguna, yo sólo era especialista en maquinas industriales, conocía a la perfección y había intervenido en la mecánica de cualquier tipo de maquinaría, desde un simple motor eléctrico, una reductora o una bomba a equipos muy complejos como turbo generadores de vapor de centenares de megavatios, y nada más, o quizás debo añadir «y nada menos», por que hoy por hoy me alegro muchísimo de aquel comienzo y de la experiencia que me aportó.

Hasta entonces, el mantenimiento en aquella empresa era un mantenimiento puramente correctivo con algún escarceo en preventivo pero sin más importancia que la de un mero engrase o cosas similares, y fue duro, muy duro implantar un departamento que cambiaría las reglas de juego en adelante y más aún cuando incluso para la dirección aquello no era más que una ocurrencia que según lo que percibí pensaron que seguramente acabaría derrumbándose por si sola. En aquella empresa y en aquel momento, nadie contaba con el éxito de la nueva herramienta, salvo yo, que naturalmente quería a toda costa que todo aquello llegara a buen puerto, por mi bien y por el futuro de aquel nuevo sistema.

Algunos años después y con multitud de horas de formación en confiabilidad, en técnicas predictivas y de gestión de activos, el departamento empezó a cambiar la forma de trabajo de toda la planta y a partir de ahí todo fueron triunfos y aciertos en las decisiones que fuimos tomando y finalmente el departamento se exportó al resto de factorías de la empresa, aún cuando todavia contaba con una fuerte oposición y resistencia de los ingenieros al mando de los distintos departamentos de mantenimiento que creían que peligraban sus decisiones o sus puestos de trabajo. Por eso es tan importante que todo el mundo este implicado en este cambio, desde arriba hasta abajo, toda la empresa debe asumir las normas para que un cambio de este tipo triunfe y sea efectivo desde el primer día, para no jugar con la angustia de unos pocos contra las reticencias de otros tantos.

Un par de años después el departamento de confiabilidad era una realidad en las 8 plantas de la empresa y con no muy malos resultados, aunque tuvieron que pasar bastantes años más para que la empresa tuviese una verdadera política y liderazgo de gestión de activos y un verdadero departamento de confiabilidad.

Un ejemplos para entender la labor del ingeniero de confiabilidad

Hecha esta introducción explicaré como creo yo que debe ser el perfil de un ingeniero de confiabilidad.

Siempre me ha gustado la analogía de dos profesiones que aunque muy distintas y distantes entre sí, si que son cercanas en cuanto a su forma de trabajo, y me refiero a la comparación de un ingeniero de la confiabilidad con la de un médico internista en un hospital, salvando debidamente las distancias y sin que esta comparación pueda ofender a nadie. Y es que aunque parezca algo inverosímil ambas profesiones comparten muchas similitudes.

En la revista Predictiva21 hay un artículo muy bueno de José Arquímedes Ferrera en el que con ingenio desarrolla un analogía similar a la que yo mismo he descrito en alguno de mis artículos y pretendo desglosar aquí. Y es que, el médico internista tras una serie de pruebas hace un diagnostico de los pacientes más complejos a los que ha derivado el médico de cabecera. Es evidente, que los médicos internistas son pues los expertos a quienes recurren los médicos de atención primaria y el resto de especialistas para atender a enfermos complejos cuyo diagnóstico es difícil, que se encuentran afectados por varias enfermedades o que presentan síntomas en varios órganos. Y añado, el medico internista además dispone de instrumental de análisis más complejo que están a su servicio para detectar los posibles problemas que aquejan al paciente.

No me resisto a presentar una tabla de ese mismo artículo donde se reproduce esta comparativa de forma bastante elocuente sobre lo que queremos decir:

Médico InternistaIngeniero de Confiabilidad
Debe tener una visión holística y de
conjunto
Debe tener una concepción basada en la integración
total y global y analiza los eventos desde el punto de
vista de las múltiples interacciones que los caracterizan.
Super-especialista: tiene la capacidad
de identificar el problema y tratarlo la
mayoría de las veces, no esta limitado a
un solo órgano, aparato o sistema, por
ejemplo, el dolor torácico, puede tener
origen cardiaco, pulmonar, esofágico,
osteomuscular y neuropático, entonces
¿Quién es el indicado para abordar el
problema?
Para mí este punto resumen casi todo, igualmente el
ingeniero de confiabilidad debe ser Super-especialista al
analizar los problemas o fallas de equipos, pues en las
mayorías de los casos una falla puede tener varias
causas. Un ejemplo es cuando realizamos los análisis de
causa raíz o causa efectos, podemos ver que una alta
temperatura de aceite lubricante de una turbina puede
tener origen desde el enfriador, el tipo de aceite, las
condiciones ambientales, las bombas, el proceso, etc.
Áreas de Capacitación EspecíficaAunque actualmente existen diferentes centros de
enseñanza que otorgan la titulación específica, la
formación de un ingeniero de confiabilidad va más allá.
Debe tener experiencia y conocimientos, así como una
formación específica en las diferentes metodologías y
herramientas disponibles para realizar los análisis y/o
diagnósticos requeridos.
Atiende globalmente al pacientePara cumplir con este objetivo, el ingeniero de
confiabilidad debe saber manejar las diferentes
metodologías de análisis y tener el conocimiento técnico
básico en diferentes áreas o disciplinas.
Comparativa figurada entre Médico internista e Ingeniero de confiabilidad

En definitiva el resumen de todo esto es que los Ingenieros de Confiabilidad deben ser por un lado expertos en la gestión de activos industriales, encargados de su gestión, de su mantenimiento, de su compra o reemplazo, de la plantificación de las reparaciones etc. etc. Por otro lado tienen una misión mucho más compleja, porque deben ser las personas responsable de la confiabilidad de planta, de la fiabilidad de los equipos a los cuales deben conocer a la perfección y dominar todas las técnicas para el diagnostico precoz de sus modos de falla. Son a quienes normalmente recurren los ingenieros y técnicos de mantenimiento que están en el día a día con los equipos para atender problemas complejos de aquellos equipos con un diagnóstico difícil o para detectar aquellas causas de fallo que todavia nadie a visto. Dicho esto, y por mi experiencia llego a la conclusión de que esta segunda parte puede ser realizada por empresas de expertos en el mantenimiento predictivo y la confiabilidad que facilitarán enormemente esta parte del trabajo al ingeniero de confiabilidad de planta. (Terotecnic)

Siempre merece la pena tener un departamento o a una persona (dependiendo de la cantidad de activos de la planta) que se dedique a la gestión de la confiabilidad de la planta preferiblemente apoyándose en una empresa experta en la materia para ayudarle sobre todo en la parte correspondiente al mantenimiento predictivo, que es la parte donde es necesaria una continua inversión en equipos y conocimiento.

Funciones de un departamento de confiabilidad

Hemos comentado cual debe ser el perfil de un ingeniero de confiabilidad y hemos llegado a la conclusión que debe ser una persona formada en ingeniería, que además tenga formación especifica en todas las herramientas de fiabilidad y predictivo, análisis de vibración, ultrasonidos, termografía, análisis de aceites, de corrientes eléctricas, de redes, de instrumentación y además conocedor de todo tipo de equipos mecánicos y eléctricos, sus funciones, su funcionamiento, su mecánica y por último y no menos importante conocedor del trabajo de la industria para la que trabaja, de su funcionamiento, de su producción, de la estructura jerárquica y organizativa, de las herramientas informáticas que la empresa utilice incluido su GMAO, así como conocer los objetivos estratégicos de su organización. Poseer las habilidades necesarias que le permitan entender el aporte de sus funciones al logro de los objetivos de la organización y entender cómo las metas de mantenimiento y confiabilidad soportan los objetivos estratégicos de cualquier organización industrial.

¡Mucho parece verdad! Pues todo eso es necesario y lo que ocurre muchas veces es que cuando se ha formado al candidato idóneo y crees que ya puede liderar el departamento de tu planta, este encuentra un trabajo que considera mejor y se marcha.

Dicho esto, describiremos ahora las funciones de un departamento de confiabilidad:

1 º Definir la estructura jerárquica de los activos de planta.

Normalmente ésta es una tarea que suele estar ya realizada en la empresa por su propia estructura funcional o de producción pero aún así el gestor de mantenimiento y/o el departamento de confiabilidad deberán establecer y desarrollar un orden jerárquico y una codificación taxonómica para los activos de la planta. Si aún no está hecho este orden, este es un punto de vital relevancia que debe ser el punto de partida de cualquier otro trabajo. Los datos de confiabilidad necesitan ser relacionados con cierto nivel dentro de la jerarquía de los equipos a fin de que sean significantes agrupables y comparables, por eso este árbol de activos debe tener como nivel básico el número «KKs» con el que se identificará cada elemento de la planta o si no lo tiene el ingeniero de confiabilidad deberá generarlo para toda la planta. En esta tarea se debe definir el nivel más alto de la clase de los activos, el número de niveles para la sub-división que dependerá de la complejidad de la unidad de activos y del uso que se le dará a los datos.

2º Gestionar la base de datos de los activos.

Una vez generadas las ubicaciones técnicas de planta, el siguiente trabajo será introducir los equipos en cada una de ellas, teniendo en cuenta que un equipo o activo es un ente particular con una matricula unas características y una documentación que son desmontables de una ubicación técnica y montable en otra o desechable cuando haya llegado el fin de su vida útil. Por tanto, el gestor del mantenimiento o el ingeniero de confiabilidad deben establecer los requerimientos para llevar a cabo la gestión de los datos e información del mantenimiento y que la información registrada sea confiable,  de modo que esto le permita el desarrollo de las estrategias de mantenimiento de forma eficaz, para ello es necesario disponer de la información técnica requerida de todos los activos incluyendo manuales, catálogos, datos de adquisición, ubicaciones, activos, componentes y repuestos.

3º Liderar el desarrollo del análisis de criticidad de los activos de planta.

Otra de las labores del ingeniero de confiabilidad de la planta es el de generar un análisis de criticidad de toda la planta que le permita a la organización establecer la  jerarquía o prioridad de los equipos a la hora de recibir atención o mantenimiento, creando así una estructura que facilite la toma de decisiones acertadas y efectivas, y que además permita direccionar el esfuerzo y los recursos a las áreas donde es más importante y/o necesario mejorar la confiabilidad y administrar el riesgo.

4º Generar los planes de mantenimiento de los activos.

El Ingeniero de Confiabilidad tiene la responsabilidad de generar una adecuada estrategia de mantenimiento para cada activo, adaptada al contexto operacional y utilizando como elementos de entrada y soporte el análisis de criticidad, información del fabricante, la experiencia con activos similares en otras operaciones planes de mantenimiento y cuando se disponga de datos propios, registros históricos suficientes y confiables, éstos deben servir de insumo para adecuar los planes de mantenimiento, basados en las tendencias propias de cada activo.

Además, el Ingeniero de Confiabilidad debe hacer uso de herramientas como el Análisis de Modo de Efecto y Falla (FMEA), para adecuar los planes a los modos de fallas particulares de cada activo.

5º Implementar y gestionar el programa de Mantenimiento Predictivo.

Como responsable del desarrollo de la estrategias de mantenimiento, el Ingeniero de Confiabilidad, debe generar e implementar los programa de monitoreo por condición, también llamados programa de mantenimiento predictivo. Para ello es necesario tener en cuenta la criticidad que le ha marcado a cada equipo y por supuesto conocer los modos de fallo típicos de cada equipo para definir la estrategia predictiva que mejor se anticipe a su fallo potencial. Además, debe definir el flujo de datos recolectados y de qué forma serán empleados para por un lado llevar a cabo la ejecución de las recomendaciones y por otro retroalimentar los planes de mantenimiento para su optimización. Hoy por hoy el total de estas tareas suele ser encomendado a una empresa especializada como Terotecnic Ingeniería. Empresas con un flujo de clientes tal que son perfectos conocedores de todo tipo de industrias y pueden hacer esta labor con muy poco margen de error.

6º Desarrollar análisis estadístico para optimizar los planes de mantenimiento.

Otro de los cometidos del Ingeniero de confiabilidad es la implementación y aplicación de herramientas que permitan el análisis estadístico de las fallas, con lo que se podrá determinar las frecuencias óptimas de inspección, las adecuación necesarias de los planes de Mantenimiento, así como prever una política de reemplazo de los activos y componentes.

7º Implementar un programa de Análisis Causa Raíz.

Los programas de Análisis Causa Raíz son una herramienta fundamental en la eliminación de problemas o fallas tanto crónicas como esporádicas. El Ingeniero de Confiabilidad tiene la responsabilidad de liderar los equipos de trabajo para llevar a cabo el desarrollo de los planes y programas de ACR,  actuando como facilitador de las reuniones de análisis y como responsable del seguimiento de las acciones propuestas, producto del análisis del problema, para luego proceder a evaluar los beneficios del programa.

En el caso de averías de equipos donde un ACR de grupo no sea necesario, el ingeniero de confiabilidad será el responsable de la realización de este análisis. Como ejemplo, muchos de aquellos que se derivan del análisis de las averías detectadas durante los análisis de mantenimiento predictivo de las cuales se deberán extraer conclusiones fehacientes para determinar cual fue la causa raíz que ocasiono el inicio de la falla funcional y eliminarla definitivamente.

8º Liderar la implementación de planes de Mantenimiento Centrado en Confiabilidad.

El RCM es una de las herramientas metodológicas para optimizar la gestión y planes de mantenimiento, por lo que el Ingeniero de Confiabilidad es el profesional llamado a ser el líder en los equipos de trabajo para llevar a cabo la implementación de los mismos, debido a su visión holística y sistémica del negocio. RCM es el mantenimiento basado en la confiabilidad y por tanto es el mantenimiento que liderará el ingeniero de confiabilidad. Esto conlleva así mismo dedicarse a la realización y gestión del análisis RAMs del que hablaremos en un próximo artículo.

Resumen

Este artículo no trata de sentar las bases para elegir el perfil del Ingeniero de confiabilidad, ni de establecer ningún estándar en cuanto a sus funciones y las de su departamento, sólo he tratado de resaltar aquellas funciones mínimas necesarias para este perfil para que las personas que crean que quieren o pueden optar a completar su formación en esta disciplina o las empresas que andan buscándolo, tengan una primera pincelada de las mismas.

Referencias

Predictiva21 (artículo sobre el perfil del Ingeniero de confiabilidad de José Arquímedes Ferrera Martínez)

Reportero Industrial (artículo sobre el departamento de confiabilidad de Aléxis Lárez)

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

Mantenimiento Predictivo y el análisis de vibración

En mantenimiento predictivo, el análisis de vibración de los equipos rotativos es uno de los pocos métodos, por no decir el único, que individualmente y sin el apoyo de otra técnica puede generar un diagnóstico fiable del estado de la máquina en tiempo real; esto no quiere decir que a veces no sea necesario apoyarse en otra tecnología para ratificar o verificar la causa de los síntomas que presenta, pero es habitual que en la mayoría de los casos no sea necesario. Esto es así porque este tipo de ensayo, se basa en el análisis de la frecuencias de vibración y su amplitud que se registra durante su funcionamiento. Frecuencias de vibración que son las únicas medidas físicas con entidad suficiente como para poder ser asociadas a los componentes que giran dentro del activo.

Cada vez son más y mejores los equipos de medida y software de análisis de estas variables físicas. Los fabricantes de este tipo de equipos han redoblado sus esfuerzos y están lanzando productos al mercado cada vez más sofisticados, más sensibles y mejor capacitados para la toma de datos y la interpretación de los mismos. El analista por tanto, encuentra cada vez más en estos productos una herramienta esencial para el desarrollo de su trabajo, que no es otro que detectar el comportamiento errático del equipo y anticiparse a la avería, tratando de encontrar con precisión la localización del punto exacto de la curva P-F que le llevará al acierto en su pronóstico tanto en el análisis, como en el tiempo previsto para su reparación.

CURVA DE CONFIABILIDAD DE LOS ACTIVOS

La curva P-F establece el punto más probable de falla dependiente del estado actual de la máquina. En la imagen anterior, se contempla toda la vida del activo desde que se contempla su compra atendiendo a su diseño y con las prestaciones exigibles para la función deseada, pasando por el «intervalo I-P» que es el intervalo de tiempo desde que el equipo se instala hasta el punto donde comienza la falla potencial, para finalizar con el «intervalo P-F» que es el que abarca desde el punto «P» donde comienza la posible falla potencial hasta que esta pasa a convertirse en una falla funcional «F» y posteriormente en una avería.

El intervalo P-F es el único en el que se puede actuar para alargar la vida útil del equipo y es donde el Ingeniero de Fiabilidad se debe parecer mucho a un médico de medicina general (salvando las debidas distancias) el médico analiza personas y el analista de vibración analiza máquinas. Llegados a esta comparación y por continuar con el mismo símil, hay que decir que en este mundo cada vez hay más curanderos y menos médicos en ambos trabajos. Es relativamente fácil acopiar datos de vibración y determinar si la máquina está bien o mal en un determinado momento de esa curva; pero eso no es mucho más de lo que haría un buen profesional que conozca la máquina y aprecie un fallo funcional en la misma.

Si todo quedase ahí, sería tanto como si una persona se encuentra a un amigo que se sujeta la cara con expresión de dolor y le dice.

–¿estas fastidiado con la boca? –fatal –responde el amigo- tengo la muela

–VE AL DENTISTA hombre…

¡Ya somos médicos! Hemos hecho una predicción basándonos en los rasgos externos de nuestro amigo y le hemos aportado una solución buena e inmediata. En el dentista está la clave…

Cualquiera puede anticiparse a un hecho, sobre todo cuando éste está próximo a su desenlace, que en definitiva parece ser el punto más adecuado para dar tal premonición según algunos criterios.

¿Pero qué hace un buen especialista? ¿qué hace un verdadero médico?

Se anticipa mucho al determinar que tipo de enfermedad puede sufrir el enfermo, si es necesario utiliza las herramientas que tiene a su alcance temperatura, análisis de sangre, radiografía o todas aquellas que crea razonablemente aceptables atendiendo a los primeros indicios de la enfermedad para ratificar su primer diagnostico, y si por último es necesario u oportuno busca la causa que le produjo esta enfermedad. ¿por qué? porque a veces, el conocimiento de esa causa evita que el enfermo la vuelva a padecer, o mejor aún si consigue que no la sufran personas que como él  hagan las mismas cosas o estén en el mismo ambiente lesivo.

¿Podemos ser un analista de vibración pero no ser un buen ingenieros de fiabilidad?

Sí podemos pero no es lo más adecuado. Podemos ser analistas de vibración y anticiparnos a la avería ¿pero cuanta anticipación? DEMASIADA, aconsejando reparar al inicio de la curva P-F, con lo cual podemos estar despilfarrando desmontando un equipo mucho antes de lo razonablemente aceptable bajo un análisis RCM, o DEMASIADO POCO, dejando sin tiempo al equipo de mantenimiento y operaciones para preparar la intervención, convirtiendo a la misma en poco más que una intervención de correctivo imprevisto, pura y dura.

Y además qué….

¿Hemos hecho algo más para cuidar a nuestro enfermo?

O directamente lo mandamos operar y caso terminado. Un especialista intentaría determinar que ha sido el causante de la enfermedad de la que se aqueja el enfermo, del mismo modo un analista de vibración debe dar junto con su predicción del fallo que aqueja a la máquina, un análisis más o menos concluyente de la causa raíz del problema. Qué le pasa al equipo y porqué le ha pasado, (esa última apreciación es importantísima), y una propuesta de corrección de dicha causa raíz.

EL ANÁLISIS DE CAUSA RAÍZ

La diferencia entre un equipo profesional y un curandero

Las herramientas de las que disponemos son muy avanzadas, pero las personas no solamente tienen que saber utilizarlas sino conocer a sus pacientes a fondo. Por lo tanto es de primordial importancia que el analista tenga siempre en mente los principios básicos de la vibración, un conocimiento muy avanzado de la máquina que va a medir así como de sus componentes y una técnica de aproximación adecuada al problema para poder dar un enfoque acertado de su análisis.

Al igual que los equipos para la toma de datos de vibración tanto on-line, como off-line cada vez son más sofisticados, los equipos productivos lo son igualmente, cada vez tienen más piezas móviles, más delicadas y esbeltas y con materiales más sofisticados. Por lo tanto poseen una gran variedad de frecuencias de vibración; estas frecuencias además, son gobernadas o están provocadas por multitud de fuentes activadoras de vibración distintas, que pueden variar en una amplio rango del espectro.

La vibración se podría definir de una forma elemental como el movimiento de vaivén de una máquina o elemento de la misma en cualquier dirección del espacio desde una posición teórica de equilibrio. En la mayoría de los casos la causa de las vibraciones reside en problemas mecánicos o influencias de los mismos; comenzando por el frecuencia fundamental que en la mayoría de los casos es la de desequilibrio de alguna de las partes móviles y continuando con la de desalineación entre los equipos que componen el sistema o entre partes de equipo, como la que se da entre mangones, entre engranes o entre rodamientos o cojinetes en línea, sin olvidar las holguras y pasando por problemas de engranajes desgastados o dañados, rodamientos deteriorado, fuerzas aerodinámicas, hidráulicas o eléctrico magnéticas, generadas a veces por desalineaciones entre las partes y diseños inapropiados, fallos en la lubricación o cavitaciones de varios tipos.

Viendo la cantidad y diferencia de las causas, podemos suponer que la misma variedad y complejidad existe en las fuerzas generadoras y producidas; fuerzas que cambian constantemente de dirección y de intensidad, cada una de ellas se puede y debe medir e interpretar con distintas características de la propia vibración, el desplazamiento, la velocidad, la aceleración, la fase, la frecuencia y la energía de impulsos con las medidas de spike energy o peak viu. Y los distintos modos de analizar las ondas complejas, análisis de onda, análisis de espectro, análisis orbital, comparación de fases, análisis del valor global y sus históricos etc.

¿Complejo? Sí, todo es muy complejo como para no admitir que el trabajo del analista de predictivo es muy complicado, y que por lo tanto no lo debe dejar en manos de cualquiera.

Terotecnic Ingeniería, lleva años dando confiabilidad en plantas para sus clientes y sus ingenieros de fiabilidad están formados al más alto nivel para dar soluciones claras y prolongar la vida útil de los equipos a su cargo.

Valoramos su aportaciones a este artículo, eso nos animará a seguir en nuestra linea de difusión. Muchas gracias

Continuará…

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

Como escalar la entrada al Mantenimiento 4.0

Toda la industria sabe de la necesidad de evolucionar hacia la Industria 4.0, pero ¿qué pasa con el Mantenimiento? ¿Cómo actuamos para que se adapte a esta nueva revolución Industrial?

Trabajo en equipo

Adoptar e implementar con éxito un programa de Mantenimiento predictivo requiere una aceptación de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba en una empresa, más si cabe cuando de lo que se trata es de ir un paso más lejos y queremos implementar un Mantenimiento 4.0 para la nueva revolución industrial que hemos dado en llamar Industria 4.0, este tipo de mantenimiento 4.0 tiene que amoldarse a los sensores de los que ya disponga la planta y hacer frente común con ellos usando del IIoT o Internet de las cosas en la industria, para anticiparnos a la avería y que el sistema haga análisis inteligentes capaces, no sólo de detectar con suficiente antelación el problema, sino hacer un análisis de causa raíz automático que indique cual es el modo de fallo más probable que está provocando los primeros indicios de un fallo funcional.

Dejar el desarrollo y la implementación de esta tecnología Machine Learning y de mantenimiento predictivo para la Industria 4.0 a los proveedores es un movimiento inteligente, ya que deja en manos de tecnólogos especializados un trabajo bastante complicado convirtiéndole en un trabajo llave en mano que alivia a la gerencia de la empresa en trabajos que no puede ni debe entender y convierte esta entrada en algo sencillo, rápido y de resultados impecables. Usted sólo debe elegir que empresa de servicios y venta puede hacer este trabajo con mayor calidad, menor costo y con mejores resultados.

Terotecnic lleva años dando servicio periódico de mantenimiento predictivo a empresas de todo tipo, tanto empresas de especial disposición como empresas estratégicas; esto nos ha dado una posición líder en confiabilidad en empresas de todos los sectores, miles de equipos por toda España están bajo nuestro control y aseguran su funcionamiento y su vida útil gracias a la labor conjunta de los equipos de mantenimiento de nuestros clientes y nuestros equipos de ingenieros que toman y analizan los datos de cada uno de los puntos de las máquinas que ellos ponen a nuestro cargo.

Esta estrategia de mantenimiento predictivo, rompe radicalmente con los antiguos paradigmas de mantenimiento correctivo y preventivo y sitúa a nuestros clientes en un punto de partida privilegiado para la entrada en la Industria 4.0. Además, Terotecnic es la única empresa del sector que vive día a día cada uno de los problemas de máquinas de todo tipo y hace un análisis de causa raíz de cada uno de los problemas que se producen y en los que se actúa bajo su criterio, dando al cliente la oportunidad de erradicar por completo la posibilidad de repetición de errores y averías repetitivas, con lo que esto significa para el ahorro en este tipo de actuaciones, a esto le llamamos mantenimiento proactivo, y redunda en un beneficio claro de reducción de mantenimiento correctivo, y preventivo, además de permitir una planificación de las reparaciones, con la consiguiente anticipación de pedido de materiales y servicios si estos fuesen necesarios.

¿Cual se el siguiente paso racional a este tipo de mantenimiento basado en la condición?,

El siguiente paso lógico es la entrada de lleno en un Mantenimiento 4.0 que compatibilice por completo con la sensorización ya instalada o por instalar en los equipos de planta, y Terotecnic tiene los modos y las herramientas necesarias para hacérselo fácil.

A medida que la gerencia en la industria busca adoptar las prácticas de Mantenimiento Predictivo y más tarde adaptarla a la Industria 4.0, emergen productos que pueden ser compatibles para cumplir con estas expectativas. Los puntos de partida son múltiples y dependientes del grado de avance en el que se encuentre la estrategia de mantenimiento en la empresa en cuestión. Hay empresas que están aún en un momento donde el mantenimiento predictivo queda muy lejano, el correctivo campea a sus anchas por la planta y el grupo de mantenimiento de la empresa no tiene tiempo de otra cosa que a reparar las averías que surgen por doquier. Hay otras en que se confía ciegamente en el mantenimiento preventivo y gastan y gastan para cumplir con lo que los fabricantes les dictan y por último hay empresas en las que el mantenimiento predictivo es la estrategia que se ha impuesto por la fuerza de los resultados. En estas últimas es donde normalmente se empieza a abordar el mantenimiento 4.0 y es sólo por una razón, han visto y disfrutado de las ventajas de un mantenimiento predictivo y entienden que la monitorización del mismo es el paso lógico y normal.

¿Cual es la escalada correcta para la implantación dependiendo del punto de partida donde se encuentre la empresa?

Como ya hemos dicho, es importante para las empresas adaptarse a esta nueva revolución que ha llegado para quedarse, las empresas que no se adapten y comiencen ya con la escalada perderán sus puestos de liderazgo en muy poco tiempos. Los bajos precios de la mano de obra en los países emergentes, nos obligan a innovar para ser competitivos, y para innovar no nos queda más camino que sensorizar, robotizar e invertir en I+D.

Como ya hemos dicho, hay múltiples puntos de partida que vamos a tratar de organizar y dar respuesta a los procedimientos necesarios para este salto:

1) Empresas que se encuentran todavia en la posición de un mantenimiento correctivo: Estas empresas tienen ventajas e inconvenientes para abordar este trabajo que sin duda le viene encima.

  • Entre los contras, el más importante es la dificultad que tiene salir del correctivo. Sí, es difícil salir del correctivo porque cuando se está en este estadio no se dispone de tiempo para la mejora continua, sólo se tiene tiempo para reparar las averías que inundan los talleres y son un agujero negro por donde se desangra la empresa.
  • A favor tiene que desde el primer momento en que se toma la decisión de dar un salto hacía adelante, los beneficios vienen muy rápidos.
  • En resumen debemos dirigirnos a estas empresas para decirles que confíen en empresas que les ayuden a implementar las tecnologías necesarias para salir de esa estrategia arcaica. Este tipo de empresas, como Terotecnic, le aconsejaran y además se sorprenderá que el gasto de esta implantación es infinitamente inferior al gasto de estar siempre apagando fuegos y parando la producción con averías incontroladas.

2) Empresas que tienen un mantenimiento preventivo propuesto por los fabricantes: Con perdón para los fabricantes, no hay nada más ideal para ellos que hacer y vender una máquina y acompañar la venta con un servicio de preventivo perenne. Esta es la estrategia preferida por cientos de constructores de máquinas, ganan en la venta y aseguran una entrada de dinero periódicamente en el tiempo.

Esto tiene múltiples peligros, pero el más visible sin duda es que el constructor no tiene interes ninguno en mejorar la fiabilidad y mantenibilidad de sus equipos porque de esta manera tiene a un cliente seguro y afianzado. Además de esto, los costes de este tipo de revisiones suelen ser abusivos y por si fuese poco el desmontaje periódico de las máquinas provoca en ellas un desgaste totalmente innecesario sin contar que el equipo vuelve a entrar cada X tiempo en el periodo de mortalidad infantil de la curva de bañera.

En las empresas donde basan su mantenimiento en el preventivo, nosotros solemos aconsejar que migren a un mantenimiento preventivo a condición o mantenimiento predictivo donde las acciones de preventivo sólo se realicen cuando haya razones suficientes para actuar. Por ejemplo: Un cambio de aceite rutinario es un gasto innecesario en muchas ocasiones, es mucho más interesante hacer un análisis de lubricantes y proceder en consecuencia de sus resultados. En definitiva el mantenimiento predictivo es la única y definitiva estrategia que garantiza la confiabilidad en la planta con el menor gasto posible.

3) Empresas que ya usan el mantenimiento predictivo: Estas empresas ya conocen cuales son los resultados de un mantenimiento predictivo y si tienen contratada a una empresa sería que se lo gestione, seguro que no darán nunca un paso atrás. Dicho esto, lo siguiente es evolucionar hacia una monitorización en continuo del mantenimiento.

¿Como actuar para esta evolución?

A partir de aquí le indicaremos como actúa Terotecnic Ingeniería con los clientes que han confiado en nosotros para esta escalada:

Si estamos hablando de empresas con mantenimiento correctivo o preventivo, lo primero y creemos que fundamental es realizar una auditoria de mantenimiento en ella podremos evaluar cuales son los puntos en los que se puede mejorar y la mejor forma de acometer su realización. Después sería muy conveniente para estas empresas, hacer un análisis de criticidad que también correría a nuestro cargo. Con este análisis consideraremos cuales son los equipos que recibirán la máxima atención desde el punto de vista del predictivo que sería un monitorizado en continuo y que equipos recibirán y con que periodicidad una de las técnicas de mantenimiento predictivo periódico y que equipos no recibirán ningún tipo de mantenimiento.

Terminada esta primera disquisición, lo siguiente será elegir la sensorización de los equipos más críticos, como se montarán y quien y como se encargará de la vigilancia de los mismos.

Ya hablé en un post anterior sobre la Monitorización de Aerogeneradores y ahora llegados a este punto, debo decir como en aquél post que lo importante es saber elegir el sensor online para el monitoring porque será una decisión importante para el futuro, y los ingenieros deben estar en el centro de esta discusión.

Para que las empresas consideren cuál será la solución que mejor se adapte a sus necesidades, deben asegurarse de que los siguientes condicionantes estén dentro de sus criterios de selección.

1) Confiar en la capacitación humana. La tecnología debe sacar partido del conocimiento del equipo de ingenieros para mejorar y aprender constantemente. Los sensores online para monitoring de equipos deben proporcionar a los ingenieros la capacidad de saber si una recomendación fue correcta, o no. Los modelos de datos científicos se vuelven más listos en cuanto más datos valiosos tengan. Pero los datos no sólo deben venir de los sensores, también deben venir de los ingenieros que están a su cargo. Los mejores productos permiten la captura de todas las aportaciones bien sea que vengan de sensores de máquinas o de personas.

2) Asegurarse de que los productos son fáciles de instalar e intuitivos: La implantación de los sensores online para monitoring de máquinas debe ser muy fácil para cualquier tipo de usuario, desde un técnico hasta el supervisor de las instalaciones e incluso alguien de la propia dirección. Erróneamente, las empresas han perdido la esperanza de que la implantación del sensor usado en el espacio industrial y en grandes organizaciones pueda ser amable o intuitivo. Esto puede estar bien en algunas áreas, pero no en el análisis predictivo donde en algunas ocasiones se debe ampliar la cantidad o cambiar el lugar o dirección de alguno de ellos para conseguir un diagnostico más certero. Terotecnic, en asociación con RONDS dispone de sensores de sujeción imantada y sin ningún tipo de cableado, son escalables y se pueden ir sumando más de ellos en cualquier momento gracias a su codificación única y además se colocan en segundos. Alguien en una simple inspección puede añadir la cantidad que quiera en la ubicación que quiera y en el mismo momento de ser colocados empiezan a hacer su trabajo.

La verdad es que el conjunto RONDS – TEROTECNIC entienden cómo es este trabajo, y comprenden las dificultades especiales que entraña este sector. Lo más importante de todo esto es que los sensores ayuden a la gente sin complicaciones ni esfuerzos y que además se entiendan entre ellos para dar información conjunta, las preguntas deben ser: ¿El sensor encaja en los procesos que ya están constituidos? ¿Funciona en el espacio físico donde el trabajo se lleva a cabo cada día? si no lo hace, puede traer más problemas de lo que aporta.

3) ¿Qué o quién gestiona esos sensores? ¿como se actúa tras su colocación?: Piense que todos los datos de los sensores acaban en un software que es el que hará el análisis predictivo de la información que recibe de todos los sensores por lo tanto debe ser un software muy ágil y con inteligencia artificial y sus indicaciones deben ser tomadas en cuenta para que tengan un impacto sobre el funcionamiento de la máquina que sea siempre positivo. Entre el sensor y el software hay un equipo que captura las señales de hasta 60 sensores y las envía al software vía Ethernet, Wi-Fi o 3G / 4G, debe ser totalmente seguro y blindado y ser también capaz de capturar otras señales distintas de las propias de los sensores de análisis de predictivo.

Eso nos deja dos opciones en el modo de actuación:

  1. La primera opción que tienen un posible cliente es que haga la compra e instalación del sistema a una empresa de ventas de productos y tras hacerlo, que él mismo se encargue del análisis y tome las últimas decisiones para las intervenciones correctivas que vaya encontrando.
  2. La segunda opción es que el cliente confíe en una empresa de reconocido prestigio en este sector que le procure el producto, que le asista en todas las tareas de instalación, calibración y seguimiento de sus señales y que además se encargue de mantenerle informado si es posible en una plataforma para la gestión documental que le avise de cualquier anomalía en el instante por correo electrónico o por cualquier sistema de telefonía para que no tenga que preocuparse absolutamente por nada.

Ambas formas son totalmente válidas y la decisión sólo será dependiente del equipo de personal de las que disponga el cliente para acometer este trabajo. Tenga en cuenta que la disponibilidad para este tipo de trabajo es a tiempo completo y que la capacitación debe ser constante y comprometida con la actualización de las nuevas tecnologías y acorde con las normas ISO que establecen los valores de las alarmas correspondientes, sin dejar atrás la necesaria experiencia.

Para terminar, sólo decirle que algunas empresas como Terotecnic, ofrecen dos posibilidades, una, la venta del equipo, los sensores, la instalación y el software, y dos, el control integral de las señales en colaboración con el cliente que tendrá igualmente acceso a ellas y a los informes generados.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

Si quiere conocer más sobre nuestros productos y servicios, no dude en ponerse en contacto con nosotros.

El monitoreo predictivo de aerogeneradores

Mejores prácticas para escoger proveedor de sensores online para monitoring de aerogeneradores

Los sensores para turbinas eólicas usados para el análisis predictivo ofrece múltiples beneficios cuando se escogen correctamente. Los consejos que proporcionamos a continuación pueden ayudar a las empresas energéticas a evitar la frustración, al asegurarse de que eligen el producto correcto y que sus características cumplen con las necesidades de la empresa.

Tradicionalmente, los fabricantes de aerogeneradores, confiaron el mantenimiento predictivo de los equipos que ponían en el mercado a la medición única y exclusivamente de la temperatura, el tiempo ha confirmado que el predictivo basado en la temperatura no es el idóneo ni para anticiparse al fallo, ni para analizar la causa raíz. De hecho las averías que se producen en estos equipos suelen ser virulentas, con resultados catastróficos y como poco muy costosos.

El único formato que ha demostrado claramente su eficiencia en la predicción de la avería es la medición de la vibración y la temperatura. Ahora bien, esto nos lleva a un segundo problema: no se puede subir a una nacelle para tomar medidas manualmente.

Terotecnic estuvo implicada en un macro-proyecto organizado por Vestas, una gran empresa de aerogeneradores, en el que se analizó al detalle todas las posibilidades para realizar mediciones periódicas del tren de potencia de sus aerogeneradores, y en ese sentido se prepararon cajas especiales para sensorizar los puntos de medida periódicamente y tomar lecturas de la vibración del conjunto; el problema con esta técnica es la lentitud del proceso de medida: ir al parque, parar un molino, subir a la nacell, conectar los sensores con la maleta, bajar del molino, ponerlo en marcha esperar una hora, pararlo, volver a subir, etc etc etc. y eso repetido para cada aerogenerador.

Hoy, el IIoT o Internet de las cosas nos ha traído una solución real, efectiva y económica a este problema.

Ahora podemos decir que estamos ante lo que se podría denominarse la cuarta revolución industrial que con la unión del mundo físico y el digital se ha dado en llamar Industria 4.0 .

Todas las revoluciones que nos han acaecido en la historia de la humanidad, han generado cierto grado de temor, pero también nos han traído nuevos retos y aunque en un principio causan caos mientras derribamos las certezas que hasta ese momento teníamos asumidas, si se acometen con seguridad y de la mano de una empresa sería y competente en el sector, se hace ese paso de manera mucho más fácil y motivada. .

Los ingenieros han estado en el centro de todas las transformaciones desde la Primera revolución industrial. Esto sigue siendo verdad, y ahora los ingenieros tienen incluso un rol mayor para conseguir un mundo más productivo, eficiente y seguro para la industria eólica.

Una gran herramienta para los ingenieros hoy en día es la capacidad de predecir el fallo de una máquina antes de que ocurra con el sensores online para monitoring de turbinas eólicas. Esto es posible gracias al uso de sensores que generan datos dentro del sector, de la aparición del almacenamiento en la nube barato y de los avances significativos en las ciencias informáticas.

Para que estas ideas impliquen un valor, los ingenieros y los trabajadores de primera línea deben actuar sobre ellas. Las ideas sin acción son inútiles.

Encontrando el ajuste correcto

Elegir el sensor online para monitoring de turbinas eólicas y productos de análisis predictivo es una decisión importante, y los ingenieros deben estar en el centro de la discusión. Cuando las empresas consideran cuál será la solución que mejor se adapte a sus necesidades, deben asegurarse de que las siguientes prácticas estén dentro de sus criterios de selección.

1) Poner el ingenio humano primero. La tecnología debe sacar partido del conocimiento del equipo de ingenieros para mejorar y aprender constantemente. Los sensores online para monitoring de turbinas eólicas deben proporcionar a los ingenieros la capacidad de saber si una recomendación fue correcta, o no. Los modelos de datos científicos se vuelven más listos en cuanto más datos valiosos tengan. Pero los datos no sólo deben venir de los sensores, también deben venir de los humanos. Los mejores productos permiten la captura de todas las aportaciones – bien sea que vengan de máquinas o de personas.

2) Asegurarse de que los productos son fáciles de usar e intuitivos. la implantación de los sensores online para monitoring de turbinas eólicas debe ser amable para cualquier tipo de usuario, desde un técnico hasta el supervisor de las instalaciones o la dirección. A diferencia de la tecnología para el consumidor, que a menudo puede ser utilizada con poca o ninguna formación, las empresas erróneamente han perdido la esperanza de que el la implantación del sensor usado en el espacio industrial y en grandes organizaciones pueda ser amable o intuitivo. Esto puede estar bien en algunas áreas, pero no en el análisis predictivo para la detección de fallos en aerogeneradores en tiempo real.

Las propuestas del software de análisis predictivo que recibe la información de los sensores deben ser tomadas en cuenta para que tengan un impacto sobre el funcionamiento del aerogenerador. Un técnico aún tiene que ir al sitio y escalar la torre de la turbina para arreglar una pieza, o visitar la planta para reemplazar un componente. El objetivo del software de análisis predictivo es equipar a los trabajadores con propuestas para controlar a las máquinas en lugar de que las máquinas los controlen. De forma ideal, los programas de software industrial deben ser tan sencillos de usar como un smartphone.

Los mejores fabricantes de sensores online para monitoring de turbinas eólicas como RONDS – TEROTECNIC entienden cómo es este trabajo, y comprenden las dificultades especiales que entraña este sector. Lo más importante de todo esto es que los sensores ayuden a la gente sin complicaciones ni esfuerzos y que además se entiendan entre ellos para dar información conjunta, las preguntas deben ser: ¿El sensor encaja en los procesos que ya están constituidos? ¿Funciona en el espacio físico donde el trabajo se lleva a cabo cada día? Si no lo hace, puede traer más problemas de lo que aporta.

3) Identifica los resultados medibles. Cualquier producto de análisis predictivo que se compre no debe dejar a los usuarios preguntándose si ayudó o no. Durante muchos años, las grandes empresas e industrias han comprado sensores. Un buen proveedor de sensores online para monitoring de turbinas eólicas debe ayudarte a determinar qué valor podrás recibir implantando sus sensores.

En la industria energética y más aun en la eólica, cualquiera desde un ingeniero hasta un técnico o al CEO deben ser capaces de confirmar rápidamente que se ha producido más energía porque los aerogeneradores fueron más fiables y seguros. Si esto no es posible, quizás sea el momento de apagar el flujo de datos hacia la compañía de análisis predictivo y retirarse. No tiene sentido tener una gran cantidad de caras herramientas tecnológicas que no están proporcionando valor. Por eso, la propuesta es: Ponga a cero sus KPIs de producción y mantenimiento y examine sus tendencias.

4) Coordinar incentivos.  Con múltiples jugadores en el mercado del análisis predictivo con el uso de sensores online para monitoring de turbinas eólicas, puede ser confuso saber qué es moda y que es real. La mejor manera de separar las dos cosas es determinar si los objetivos de la empresa son los mismos que los del proveedor de los servicios de mantenimiento y análisis predictivo. Una revisión minuciosa y una comprensión de cómo se compensa a los proveedores de servicios debe realizarse. Las empresas que venden los sensores no siempre entienden de predictivo, asegúrese por tanto del conocimiento y la empresa que se encargará de la monitorización y el control de los datos.

Algunas empresas como Terotecnic, ofrece dos posibilidades, una, la venta del equipo, los sensores, la instalación y el software, y dos, el control integral de las señales en colaboración con el cliente que tendrá igualmente acceso a ellas y a los informes generados.

Monitorización ideal de un aerogenerador

Asegúrate de hacer preguntas difíciles si el fabricante original del sensor online para monitoring tiene experiencia en parques eólicos similares al tuyo, si tiene experiencia en el control de señales de predictivo, si sus técnicos están cualificados con los más altos estándares.

Terotecnic ingeniería  ofrece diferentes sensores online para el monitoreo de las turbinas eólicas para hacer el trabajo de los ingenieros de campo sea más sencillo. Para obtener el mayor valor del análisis predictivo y reducir la complejidad, utiliza el tipo de sensor para monitorizar aerogeneradores que mejor se adapte a las necesidades de información que debes recopilar.

Guillermo Díaz Povedano
Guillermo Díaz Povedano

Director de Terotecnic Ingeniería, S.L.

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Te presentamos nuestro Blog

INICIAMOS UNA NUEVA ETAPA

Hoy publicamos nuestra primera entrada para esta nueva etapa de Terotecnic Ingeniería, S.L.

A pesar de eso no hay un antes ni un después para nosotros, esto sólo es un punto y seguido. La única diferencia estriba en que damos hoy un paso más en nuestra relación con nuestros clientes y activamos esta nueva y remozada Web que ofrece nuestra información y servicios de manera más dinámica, más personalizada y con más dedicación al servicio dentro de la propia Web y de las redes sociales. Conócenos.

¿Por qué publicamos este Blog?
  • Porque proporciona contexto a los nuevos clientes y a nuestros nuevos lectores. Nos dedicamos a la Ingeniería del mantenimiento industrial y con este blog pretendemos difundir y compartir ideas, experiencias, formación y trabajo a este respecto.
  • Esperamos que este modo de comunicación que emprendemos hoy, sirva para dar difusión a las nuevas estrategias y a la gestión del mantenimiento con nuevas tecnologías, tales como todas las herramientas dedicadas a la fiabilidad, al mantenimiento predictivo y proactivo, y todo lo que pueda reducir el mantenimiento correctivo y el mantenimiento preventivo para convertir ambas formas de trabajo en un mantenimiento preventivo a condición.
¿Como serán las entradas en este blog?

Las entradas podrán ser cortas o larga, pequeños ping o llamadas de atención de algún tema concreto, o entradas largas sobre temas de interes dentro de la ingeniería industrial. Dentro de cualquiera de estos dos formatos, intentaremos categorizarlos por medio de las categorías propias de Word Press o añadirles etiquetas para que puedas navegar por ellas con criterios de similar taxonomía.

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