El monitoreo de la temperatura de los equipos es una de las técnicas más utilizadas por los equipos de mantenimiento para evaluar el estado de las máquinas, ante las variaciones de los parámetros de funcionamiento.
Las características del entorno, como los cambios de temperatura, determinan la viabilidad y los requerimientos de los proyectos. Sin embargo, también pueden condicionar el rendimiento, el nivel de desgaste y la eficiencia de las máquinas industriales.
Condiciones como la temperatura regional, la altitud, la atmósfera ambiente (que contiene gases o contaminantes), la humedad y la ventilación determinan el tipo de máquinas que debe usar la planta y cómo debe realizarse su mantenimiento.
De acuerdo con la NBR-7094, que establece normas para máquinas eléctricas rotativas, se consideran condiciones usuales de servicio cuando la altitud no supera los 1,000 metros sobre el nivel del mar y la temperatura ambiente no supera los 40°C.
Las máquinas que funcionan a altitudes superiores tienen problemas de calentamiento causados por la rarefacción del aire, es decir, una disminución de su potencia de refrigeración.
El intercambio insuficiente de calor entre el motor y el aire circundante obliga a reducir la temperatura máxima de trabajo. La norma NBR-7094 establece que cada 100 metros los límites de elevación de temperatura deben ser reducidos en 1%.
Así, si tuviéramos un motor de 100 CV, con aislamiento F con ΔΤ 80 K , trabajando a una altitud de 1,500 metros sobre el nivel del mar, la temperatura ambiente límite de 40°C debería reducirse a 36°C para paliar los efectos de la rarefacción del aire.
Tamb = 40 – 80 . 0,05 = 36°C
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Cambios de temperatura ambiente
La temperatura ambiente es un factor crítico para la viabilidad de todas las aplicaciones, incluso a baja altitud.
Las altas temperaturas pueden provocar el sobrecalentamiento de las máquinas, causando averías y reduciendo su vida útil.
Los motores eléctricos que funcionan a temperaturas ambiente superiores a 40°C constantemente, deben compensar sus efectos utilizando materiales especiales para no degradar el aislamiento del bobinado ni reducir la potencia nominal del motor.
Por otro lado, las temperaturas muy bajas pueden afectar a la viscosidad de los fluidos lubricantes, aumentando la fricción y el desgaste de las piezas móviles. En condiciones extremas por debajo de -20°C se produce una condensación excesiva que requiere lubricantes especiales, drenajes adicionales e incluso resistencia al calentamiento.
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Impacto de la humedad
La humedad también es un factor crítico para el rendimiento de las máquinas, ya que puede provocar corrosión, dañar los circuitos electrónicos y afectar a la adherencia de las piezas debido al efecto de condensación.
Básicamente, el aire atmosférico está compuesto por diferentes gases y vapor de agua. Cuanto más caliente está el aire, mayor es su capacidad para retener la humedad, es decir, mayor es la cantidad de vapor de agua.
De este modo, cuando el aire caliente choca con una superficie fría de la máquina, su temperatura disminuye. Esto hace que la humedad presente en el aire se transforme en gotas de agua que interactúan con las piezas y componentes del equipo.
Entonces, durante el funcionamiento de la máquina, se produce un proceso de condensación que puede dañar los componentes del activo, tales como:
Al mismo tiempo, los lugares con baja humedad ofrecen otros retos, como la desecación de los componentes de goma, que provoca grietas y roturas.
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Mantenimiento adaptado a la estacionalidad
A medida que avanzan las estaciones, las condiciones ambientales cambian según la región geográfica donde se encuentren las industrias.
Mientras que las empresas de las regiones meridionales y costeras experimentan menos variaciones a lo largo del año, las empresas de las regiones del norte y el centro experimentan cambios importantes en las condiciones de temperatura y humedad.
Por ello, el mantenimiento debe tener siempre en cuenta las variaciones climáticas a lo largo del año al momento de elaborar su planificación.
Aumentar la frecuencia de las inspecciones visuales de correas y cintas transportadoras en entornos con poca humedad o aumentar el número de drenajes en motores con mucha humedad son algunas actitudes prácticas que se pueden llevar a cabo.
En los equipos en los que se realiza un control en línea de la temperatura, los límites de ésta deben adaptarse a la estacionalidad para distinguir cuándo se trata de interferencias ambientales o de información real sobre la máquina.
Sólo así se puede identificar, por ejemplo, si la máquina tiene una temperatura elevada en invierno, aunque el termostato no lo indique.
El gráfico siguiente muestra un caso similar a este ejemplo, en el que los límites muestran una tendencia a bajar debido a la reducción de la temperatura ambiente, pero la temperatura del equipo sube, lo que indica alguna anomalía en la máquina.
¿Cómo funciona un sensor de temperatura con inteligencia artificial (IA)?
El sensor Smart Trac de TRACTIAN monitoriza las vibraciones y la temperatura de los equipos industriales de forma automática adaptándose a las condiciones del entorno.
El periodo de entrenamiento del sensor Smart Trac de TRACTIAN es un proceso crítico que permite a la plataforma comprender el comportamiento del activo monitoreado.
Durante este periodo, el sensor recopila datos del entorno y del equipo, que son utilizados por la plataforma para crear un modelo de comportamiento. Todo ello a partir de las más de 300 mil máquinas monitoreadas que componen la base de datos de TRACTIAN.
Este modelo es fundamental para determinar los niveles aceptables y nocivos que pueden indicar un comportamiento irregular del equipo durante la supervisión real. Mediante el análisis de las vibraciones y temperaturas del equipo, la plataforma lo compara con su respectivo modelo de comportamiento, identificando anomalías y posibles problemas que podrían comprometer su rendimiento.
La plataforma TRACTIAN utiliza algoritmos de aprendizaje automático e inteligencia artificial (IA) para analizar los datos recopilados durante el periodo de formación y ajustar automáticamente los valores límite aceptables para cada estación del año.
Además, tiene en cuenta la información histórica de temperatura de la región y las previsiones climáticas para determinar los valores límite más precisos para cada estación, lo que aumenta la eficacia de la supervisión.
Al realizar este entrenamiento, es posible obtener información precisa sobre el estado de los equipos, sin la interferencia de factores externos, como el clima y la temperatura. Además, una vez realizada la formación, no es necesario repetirla, lo que hace que el proceso sea eficaz y fácil de utilizar.
En el gráfico anterior, vemos cómo el rango de temperatura previsto evoluciona dinámicamente a lo largo del año, haciendo predicciones basadas en datos y adaptándose a todas las condiciones que presentan las estaciones.
En otras palabras, la inteligencia artificial de TRACTIAN entiende la variación de temperatura del ambiente según la región y la compensa automáticamente.
Mediante el monitoreo de los equipos, es posible prescribir con precisión los problemas de temperatura relacionados con los activos.
Vale recordar que, aunque existen otros sensores que monitorean la temperatura de los activos, Smart Trac es el único en el mercado que considera en su análisis las condiciones climáticas de la región en cada estación del año.
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