El desgaste de las piezas y los componentes de una máquina es uno de los motivos principales de la ocurrencia de fallas o roturas en las mismas, las cuales comprometen su vida útil.
Antes de hablar de la forma en que se producen, debemos recordar que este se divide en dos grupos:
- Desgaste por uso prolongado.
- Desgaste forzado.
Por eso, una vez que hayamos identificado cualquier tipo de desgaste, es necesario preguntarnos si fue resultado de un uso prolongado del equipo o es un desgaste forzado, para entender por qué se produjo. Ese análisis previo nos ayudará a determinar sus causas y qué acciones debemos tener en cuenta para evitar que se produzca nuevamente.
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Definición de desgaste
Básicamente, el mecanismo de desgaste consiste en la pérdida progresiva de material debido al movimiento relativo entre dos superficies en contacto. Específicamente, está relacionado con la interacción entre las superficies, la remoción y la deformación del material sobre una de ellas como resultado de la acción mecánica de la superficie opuesta.
Sin embargo, podemos encontrar un tipo de desgaste mecánico que no está relacionado solamente con el contacto entre dos superficies mecánicas, y sí por otros motivos. Por ejemplo, existe el desgaste provocado por el contacto entre un material metálico con el agua o por una reacción química con el aire. Según la Ingeniería de Materiales, podemos clasificar el desgaste de la siguiente manera:
- Por fatiga (térmica o por contacto);
- Por fricción (atrito);
- Por erosión y cavitación (sólido o fluido);
- Por adhesión (unión entre piezas sólidas)
- Por corrosión (reacción química del material con el medio que lo rodea)
- Por desgaste abrasivo (debido al atrito entre partículas)
Basándonos en estas clasificaciones es posible deducir que el desgaste forzado o por el uso prolongado de una máquina puede producirse en varios de sus componentes. Pero, ¿cuáles son las causas y los factores que ocasionan el desgaste?
Desgaste por errores de dimensionamiento
Se debe a fallas en el cálculo de las dimensiones de una pieza durante su fabricación o diseño. Por ejemplo, si un rodamiento es montado en un agujero en que la holgura de su alojamiento quedó mayor o menor de lo especificado, se producirá un desgaste forzoso en el rodamiento y también en su alojamiento.
Desgaste por mala calidad de los componentes
Está relacionado con la baja calidad de las piezas y componentes. La materia prima usada en la confección de los mismos debe estar en concordancia con las particularidades de la máquina. Este factor puede ser uno de los responsables del desgaste por fatiga, adhesión o erosión.
Desgaste por desalineación
Ocurre en el proceso de montaje de una máquina o equipo, ya sea durante su fabricación o incluso durante una tarea de mantenimiento. El montaje de un componente sin alineación provocará determinados perjuicios. Este problema es común en el acoplamiento de motobombas, en transmisiones por cadenas o correas, entre otros.
Desgaste por desbalanceo
Los componentes rotativos de máquinas y equipos necesitan un equilibrio correcto, o sea, una distribución de masa adecuada. Cuando ocurre un desequilibrio, es inevitable que se produzca un desgaste en los rodamientos o en los cojinetes cilíndricos. Esto se debe a la fuerte vibración que se genera, afectando directamente a esos componentes y a todo el sistema en que se encuentran insertados.
Desgaste por lubricación inadecuada o ausencia de ella
Está comprobado que uno de los grandes enemigos responsables del desgaste es la falta de una lubricación adecuada o incluso la ausencia total de ella. Los rodamientos son uno de los componentes que más sufren por esta causa. El lubricante es esencial para evitar el contacto directo entre metales, disminuyendo el atrito y el desgaste por fricción. Además de esa función primordial, el aceite disipa el calor generado, evitando que se altere la dureza del metal y se produzca una trabadura.
Los cojinetes de deslizamiento y las guías lineales son otros de los componentes que sufren desgaste por este tipo de problema. En este caso puede producirse desgaste por atrito/fricción, fatiga o por abrasión.
Desgaste por uso inadecuado de la máquina
Saber cómo manipular correctamente una máquina es esencial para su preservación. Todos los recursos de una máquina o equipo deben ser usados según el manual de instrucciones del fabricante. Una regulación fuera de los límites de la máquina puede acarrear perjuicios para el proceso, provocando el desgaste de piezas y componentes que trabajan de manera forzada.
Desgaste por un mantenimiento inadecuado
Un mantenimiento inapropiado puede ocasionar diversos problemas, como fallas de fijación o desequilibrio. El montaje incorrecto de un componente puede ocasionar vibraciones excesivas, lo cual eventualmente provocará el desgaste de las partes rotativas de la máquina.
¿Cómo evitar el desgaste?
Teniendo en cuenta el primer elemento que vimos, debemos pensar en cómo evitar el desgaste en dependencia de qué tipo de desgaste está presente: si es forzado o se debe a un uso prolongado.
Cuando el desgaste es definido como forzado, las medidas a tomar son más obvias. En estos casos es necesario listar acciones con las cuales eliminar o reducir al máximo su incidencia en las máquinas. Estos desgastes son conocidos como prematuros, no deberían existir, y podemos afirmar que se deben a un error humano.
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Si, por el contrario, se trata de un desgaste por uso prolongado, las acciones para evitar su aparición estarán relacionadas a estrategias de mantenimiento. A través de una evaluación de los tipos y modos de las fallas podremos definir una estrategia correcta, ya sea una inspección periódica, un mantenimiento preventivo o predictivo.
El mantenimiento predictivo es una excelente estrategia que logrará hacer una gran diferencia, ya que básicamente todos los tipos de desgaste tienen su origen en los componentes rotativos de las máquinas y equipos.
Esta estrategia evitará que la falla se convierta en rotura. Esto es posible gracias a las técnicas de monitoreo online, sumadas a los sensores IoT, insertados en las máquinas más importantes del proceso. Así, es posible realizar un seguimiento continuo de la vibración, el consumo de energía y la temperatura de las máquinas.
La recolección de tales datos le permite al gestor saber si la máquina está funcionando como debería o si necesita de una atención especial.
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Cuando el sistema detecta cualquier alteración en los parámetros predeterminados emite un insight al equipo de mantenimiento, indicando que hay algo que no está bien. De esta forma el personal del PPCM puede actuar con rapidez y tomar las medidas pertinentes para corregir el problema.
