¿Qué es el Mantenimiento Predictivo?
El mantenimiento predictivo es una estrategia proactiva que utiliza tecnologías avanzadas para monitorear el estado y el rendimiento de los equipos en tiempo real, con el objetivo de anticipar fallas antes de que ocurran.
A diferencia del mantenimiento correctivo, que actúa después de que ocurre un fallo, y del mantenimiento preventivo, que se basa en intervalos de tiempo predeterminados, el mantenimiento predictivo analiza datos específicos de los equipos para predecir cuándo se requiere intervención.
Esta metodología se basa en la recopilación y el análisis continuo de datos operativos, utilizando herramientas como sensores IoT, software de monitoreo y algoritmos de inteligencia artificial.
Al identificar patrones de desgaste o anomalías en el comportamiento de los activos, el mantenimiento predictivo permite tomar decisiones basadas en hechos, optimizando los recursos y minimizando los tiempos de inactividad no planificados.
Uno de los métodos para detectar una falla en su fase inicial y detener su progresión en el tiempo, se utilizan las curvas P/F, las cuales pueden variar dependiendo del modo de falla que se presente.
Para que las máquinas funcionen correctamente, existen técnicas en el mantenimiento predictivo que han ayudado a los trabajadores de mantenimiento a detener la progresión de las fallas en el tiempo y a mantener los procesos de producción protegidos contra paradas inesperadas.
Es entre la fase de falla oculta y de falla potencial donde el mantenimiento predictivo debe actuar. A continuación, presentamos las cinco técnicas más comunes en el mantenimiento predictivo.
5 Técnicas de Mantenimiento Predictivo
1. Análisis de aceite
El análisis de tipos de aceite es una práctica periódica que examina la condición del aceite, su contaminación y el desgaste en los elementos de la máquina. Su objetivo es garantizar que una máquina lubricada funcione como se espera.
Existen tres categorías de análisis de aceite.
- Propiedades de los fluidos: Se centra en identificar el estado físico y químico actual del aceite, así como definir su vida útil restante.
- Contaminación: Detecta la presencia de contaminantes destructivos o sus probables fuentes.
- Partículas de desgaste: Determina la presencia de partículas producidas como resultado del desgaste mecánico, la corrosión u otra degradación de la superficie de la pieza. Es decir, ayuda a identificar en qué consiste el desgaste de los activos.
Los instrumentos para análisis de aceite son costosos, al igual que algunos de algunos productos y procesos. Por ello, las industrias suelen enviar la muestra de aceite a laboratorios comerciales para que realicen el análisis.
Beneficios de la Lubricación en el Mantenimiento Predictivo
- Mayor Eficiencia Energética: El uso de lubricantes con el grado de viscosidad correcto reduce la fricción y mejora el rendimiento de los equipos. Esto no solo disminuye el desgaste de las piezas, sino que también optimiza el consumo energético, lo que se traduce en menores costos operativos.
- Protección Contra Contaminantes: La película protectora creada por el lubricante actúa como una barrera efectiva entre los componentes internos y agentes externos como polvo, humedad o partículas abrasivas. Esta protección es fundamental para mantener la confiabilidad de los equipos bajo condiciones ambientales exigentes.
- Control y Reducción del Calor: Durante el funcionamiento, la fricción genera calor, lo que puede afectar negativamente el rendimiento de los equipos. La lubricación adecuada no solo reduce la fricción, sino que también ayuda a disipar el calor al transferirlo hacia el sistema de enfriamiento, evitando el sobrecalentamiento.
- Prevención de Corrosión: Los lubricantes recubren las superficies metálicas, formando una capa protectora que minimiza la exposición al oxígeno y la humedad, principales causantes de la oxidación y la corrosión. Esto asegura la longevidad y el desempeño confiable de los activos.
2. Termografía Infrarroja
El aumento de la temperatura, por fricción o causas eléctricas, es enemigo de los aceites lubricantes y los componentes de transmisión de potencia. Sin embargo, hoy en día, por medio de tecnología, podemos utilizar la temperatura como instrumento de diagnóstico para la toma de decisiones.
La medición de la temperatura con cámaras especializadas produce fotografías infrarrojas a través del calor que emiten las máquinas. Muestran las partes más calientes e indican las áreas problemáticas en donde se produce el desgaste.
Las cámaras infrarrojas suponen una alta inversión para los departamentos de mantenimiento y muchas veces es difícil determinar qué marca o tipo de termógrafo proporcionará las mejores lecturas.
Una alternativa para estos dispositivos es el sensor IoT de Tractian, que además de recolectar datos de vibración, horas de funcionamiento y consumo de energía en tiempo real, recopila datos de la temperatura de un activo hasta un rango de 80°C.
Cuando existe alguna anomalía en la máquina y la temperatura sobrepasa el límite máximo ideal proporcionado por el fabricante, la plataforma automáticamente dispara una alerta de aviso para el profesional de mantenimiento a cargo.
A través de las aplicaciones de la termografía infrarroja, se pueden detectar puntos calientes en máquinas rotativas debido a:
- Sobrecalentamiento en rodamientos.
- Sobrecarga en el eje de rotación.
- Sistemas de refrigeración bloqueados.
- Desgaste mecánico.
- Conexiones sueltas o corroídas.
Beneficios de la Termografía en el Mantenimiento Predictivo
- Reducción de Intervenciones Correctivas: El monitoreo térmico en tiempo real permite identificar problemas como sobrecalentamiento en motores o conexiones eléctricas defectuosas antes de que ocurran fallas graves. Esto reduce significativamente la necesidad de mantenimientos correctivos, disminuyendo paradas no planificadas y optimizando los recursos del equipo de mantenimiento.
- Disminución del Consumo de Energía: La termografía ayuda a localizar puntos de pérdida de energía, como aislamiento defectuoso o componentes que operan fuera de sus parámetros normales. Al corregir estas ineficiencias, no solo se mejora el rendimiento de los equipos, sino que también se reduce el consumo energético, contribuyendo a la sostenibilidad y disminuyendo costos operativos.
- Extensión de la Vida Útil de los Activos: Detectar problemas térmicos en sus etapas iniciales permite realizar intervenciones preventivas que minimizan el desgaste prematuro de los equipos. Esto asegura que los activos e instalaciones operen en condiciones óptimas por más tiempo, maximizando su retorno de inversión.
- Mejora en la Productividad de la Industria: Al garantizar que los equipos funcionen de manera eficiente y sin interrupciones inesperadas, la termografía se convierte en una herramienta esencial para aumentar la productividad industrial. Las operaciones pueden llevarse a cabo sin contratiempos, mejorando los tiempos de entrega y la calidad del producto final.
3. Prueba de partículas magnéticas
La prueba de partículas magnéticas es un método no destructivo que revela fisuras en la superficie. Este método se basa en el principio de que el flujo magnético en un objeto magnetizado se distorsiona localmente por la presencia de discontinuidades superficiales.
Esta distorsión hace que parte del campo magnético salga y vuelva a entrar en el objeto de prueba en la discontinuidad, a este fenómeno se le denomina fuga del flujo magnético.
El método de pruebas no destructivas de partículas magnéticas se utiliza para detectar el agrietamiento por tensión y fatiga en componentes de materiales ferromagnéticos.
Beneficios de la Prueba de Partículas Magnéticas en el Mantenimiento Predictivo
- Capacidad para Detectar Discontinuidades Superficiales y Subsuperficiales: Una de las principales ventajas de las pruebas magnéticas es su capacidad para revelar fallas no solo en la superficie del material, sino también justo debajo de ella. Esto es crucial para identificar grietas, fisuras o defectos que pueden comprometer la seguridad y el rendimiento de los equipos.
- Resultados Rápidos y Eficientes: Estas pruebas ofrecen resultados en tiempo real, permitiendo que los técnicos identifiquen problemas de manera inmediata. Esta rapidez en la recopilación de datos reduce significativamente los tiempos de inspección y permite tomar decisiones correctivas más rápidas y efectivas.
- Método Económico: En comparación con otros ensayos no destructivos, las pruebas magnéticas son más económicas. Esto las convierte en una opción accesible para empresas que buscan optimizar sus recursos sin comprometer la calidad de sus inspecciones.
- Menor Requisito de Limpieza en el Material: A diferencia de los ensayos con líquidos penetrantes, las pruebas magnéticas requieren un menor grado de limpieza en las superficies a inspeccionar. Esto no solo ahorra tiempo, sino que también reduce los costos asociados a la preparación del material antes de la prueba.
4. Ultrasonido industrial
La prueba por ultrasonido es un método no destructivo que se utiliza principalmente para detectar bajas vibraciones en equipos rotativos, fugas y ruidos de rodamientos que emiten ondas ultrasónicas.
Las frecuencias que se utilizan para los ensayos no destructivos por ultrasonidos son muchas veces superiores al límite de la audición humana, normalmente en el rango de 500 KHz a 20 MHz.
Analizando la forma de onda sonora de alta frecuencia que viaja a través de un medio (por ejemplo, en una pieza metálica) hasta que encuentra un límite con otro medio (como el aire), es posible medir el espesor de una pieza de prueba o encontrar evidencias de defectos internos ocultos.
Entonces, ¿para qué sirve el ultrasonido? La importancia del ultrasonido en la industria se da por su eficacia, rapidez y bajo costo para identificar problemas iniciales en los elementos de los rodamientos.
Con esto, uno equipo de ultrasonido industrial puede proporcionar un diagnóstico primario para priorizar los análisis posteriores con otras tecnologías, por ejemplo, realizar medición de vibradores en motores.
Beneficios del Ultrasonido Industrial en el Mantenimiento Predictivo
- Aumento de la Seguridad Operativa: Al identificar posibles fallas mucho antes de que estas se conviertan en problemas graves, el ultrasonido mejora la seguridad de los equipos y del personal, evitando incidentes inesperados.
- Eficiencia y Rentabilidad: Gracias a la detección temprana de fallas, el ultrasonido permite realizar reparaciones preventivas, reduciendo los tiempos de inactividad y optimizando los costos operativos.
- Método No Invasivo: El ultrasonido es una técnica no destructiva que permite inspeccionar equipos en funcionamiento, sin necesidad de desmontarlos. Esto reduce interrupciones en las operaciones y facilita diagnósticos rápidos.
- Optimización del Consumo Energético: El ultrasonido detecta fugas de aire comprimido, vapor o gas, problemas que frecuentemente pasan desapercibidos y aumentan el consumo energético. Reparar estas fugas no solo disminuye costos, sino que también mejora la eficiencia energética de la planta.
5. Análisis de vibración
Es uno de los métodos más utilizados en el mantenimiento predictivo. Las principales unidades de medida de la frecuencia de las vibraciones son los CPM (ciclos por minuto, en sistema imperial) y hertz (ciclos por segundo, en sistema métrico), donde los parámetros más utilizados para la medición de un espectro de vibración son la velocidad y la aceleración.
El análisis de las vibraciones mide los cambios en la amplitud de la onda de vibración por frecuencia a lo largo del tiempo. Esta amplitud por frecuencia se traza en un gráfico XY y se le denomina la firma espectral del equipo. Los cambios en la firma espectral de vibración de una máquina significa que uno de los elementos rotativos ha cambiado su modo normal de funcionamiento.
Estos elementos incluyen todas las piezas rotativas, como los ejes, los cojinetes y otros componentes en motores o en sistemas de transmisión de potencia.
Para tomar los datos de vibración y trazar los gráficos, se utiliza un analizador de vibraciones portátil. En este caso, un profesional certificado y con un alto conocimiento de la máquina y sus componentes, coloca un transductor en un punto estratégico de la máquina.
Existen tres direcciones estándar para medir las vibraciones: horizontal, vertical y axial. También se utiliza la radial.
Saber cómo se realiza un análisis de vibraciones le permite a los responsables del mantenimiento identificar fallas en una fase temprana, como son:
- Desequilibrio y desalineación del eje.
- Desgaste mecánico.
- Holgura mecánica. Estática o dinámica.
- Falla en rodamientos.
- Resonancia.
- Cavitación.
Beneficios del Análisis de Vibración en el Mantenimiento Predictivo
- Detección Temprana de Fallas: El análisis de vibraciones permite identificar problemas como desbalanceo, desalineación, holguras mecánicas o desgaste en componentes antes de que provoquen fallas mayores. Esto reduce los costos asociados a reparaciones correctivas y paros no planificados.
- Monitoreo en Tiempo Real: Utilizando sensores especializados, el análisis de vibraciones proporciona datos en tiempo real sobre el comportamiento de los equipos. Esto permite tomar decisiones rápidas y precisas, optimizando la gestión del mantenimiento.
- Extensión de la Vida Útil de los Equipos: Al identificar y corregir problemas en una etapa temprana, el análisis de vibraciones ayuda a minimizar el estrés mecánico en los activos, lo que prolonga su vida útil y asegura un rendimiento constante.
- Reducción de Costos Operativos: Prevenir fallas graves mediante el monitoreo de vibraciones no solo disminuye los tiempos de inactividad, sino que también optimiza los recursos, evitando gastos innecesarios en piezas de repuesto o intervenciones urgentes.
¿Cómo mejorar la confiabilidad en el mantenimiento de tus activos?
Las técnicas de mantenimiento predictivo aumentan la confianza en el funcionamiento de los equipos, reducen la probabilidad de mantenimiento correctivo, y por ende disminuyen el costo de las fallas inesperadas.
La forma en que el mantenimiento predictivo mejora la confiabilidad (también conocida como disponibilidad en mantenimiento) es detectando la degradación temprana, procesando y analizando datos en tiempo real.
TRACTIAN es una plataforma con sensores IoT integrados que ofrece a los equipos de mantenimiento tiempo suficiente para intervenir antes de que se produzca una falla y una parada no programada lo tome desprevenido.
Los datos de vibración y temperatura recolectados en tiempo real por los sensores, son procesados por algoritmos de inteligencia artificial que identifican de forma asertiva.
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