Mantenimiento Predictivo en la Industria 4.0

Mantenimiento Predictivo

Mantenimiento Predictivo es una estrategia que se basa en la evaluación constante del estado de los equipos para anticiparse a los fallos. Se diferencia del mantenimiento preventivo, que se basa en fechas de calendario fijo, mientras que el predictivo se realiza según el estado real y actual del componente. Este tipo de mantenimiento utiliza sensores de variadas magnitudes, como: vibraciones, temperatura, presión, etc., que indican el estado de la máquina.

Introducción al Mantenimiento Predictivo

Esta estrategia de mantenimiento industrial permite una aproximación basada en datos para prever y evitar fallas antes de que se produzcan, utilizando el monitoreo de condiciones y diversas técnicas de análisis. Permite intervenir el equipo solo cuando sea necesario, optimizando los recursos, reduciendo costos de mantenimiento y maximizando la disponibilidad de las máquinas.

Historia del Mantenimiento Predictivo

Surge durante la revolución industrial, con la necesidad de mantener en funcionamiento las máquinas de producción, lo que llevó a las primeras estrategias de mantenimiento, basadas en intervalos de tiempo (mantenimiento preventivo). La evolución del mantenimiento predictivo se originó en las décadas de 1950-1960 con los primeros sensores utilizados en máquinas.

  • 1950 – 1960: Los primeros avances permitieron evitar fallas en máquinas rotativas antes de que sucedieran en sectores industriales como: aviación, plantas generadoras de energía.
  • 1970 – 1980: Aparecen sistemas computarizados, que permitieron técnicas como termografía infrarroja y análisis de ultrasonidos.
  • 1990 – 2000: Softwares especializados en la gestión de mantenimiento como el CMMS, analizan grandes volúmenes de datos recopilados, permitiendo mantenimiento predictivo a gran escala.
  • 2010 – Actual: IoT, IA, y el análisis de datos en la nube hacen que el Mantenimiento Predictivo evolucione como una disciplina más precisa y eficiente, basada en tiempo real y aprendizaje automático.

Datos Importantes del Mantenimiento Predictivo

  • Reducción de costos: Se estima que las empresas que emplean esta estrategia reducen costos entre un 20% y un 30%.
  • Reducción del tiempo de inactividad no planificado: Se estima que este tipo de mantenimiento puede reducir los tiempos de inactividad hasta en un 70% gracias a la anticipación a los fallos.
  • Mejora la vida útil de los equipos: Estudios revelan que este tipo de mantenimiento aumenta la vida útil de los equipos entre un 20% y un 40%, ya que evita fallas críticas.
  • Aumento de la seguridad: Además de optimizar recursos, contribuye a mejorar la seguridad operativa, ya que prevé fallas críticas.

Tecnologías y Métodos Utilizados en el Mantenimiento Predictivo

  • Análisis de Vibraciones: Permite identificar fallas como desalineación, desbalanceo y desgaste en componentes mecánicos a través de patrones de vibración. Altamente utilizado en motores, reductores y bombas.
  • Termografía Infrarroja: Utiliza imágenes para identificar puntos con altas temperaturas en equipos eléctricos y/o mecánicos, identificando fricciones excesivas, mala lubricación, etc.
  • Análisis de Ultrasonido: Detecta fugas de aire, gas, líquido, como también discontinuidades en ejes, etc.
  • Análisis de Aceite: Mediante este análisis se puede determinar el origen de las partículas presentes y el desgaste interno de los componentes.
  • Monitoreo de Condiciones en Tiempo Real: Permite la monitorización continua y en tiempo real de los equipos, además de ver los parámetros reales de operación, lo que facilita la detección de problemas en el funcionamiento de las máquinas.

Importancia del Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo es de vital importancia en la era industrial 4.0, donde la eficiencia, la optimización y la reducción de costos son esenciales para que las empresas sean líderes en el mercado. Los análisis de datos recopilados, además de mejorar el rendimiento operativo de las máquinas, proporcionan información valiosa para la toma de decisiones.

Beneficios clave:

  • Aumento de la eficiencia operativa según la condición real del equipo.
  • Reducción de tiempos de inactividad inesperados, maximizando la producción.
  • Mejora la seguridad operacional.
  • Optimización de recursos de mantenimiento: mano de obra, repuestos, etc.
  • Reducción de costos operativos.

Analizador de Vibración, Acelerómetros y Accesorios de Montaje

El análisis de vibraciones es una técnica fundamental utilizada en la industria para detectar problemas en los equipos industriales antes de que sean críticos. Para emplear esta técnica, se utilizan dispositivos especializados, como el analizador de vibración y el acelerómetro, que permiten medir y analizar los niveles de vibración.

El analizador es una máquina portátil para tomar registros y procesar los datos de las vibraciones, mientras que el acelerómetro es el sensor que capta las vibraciones y las convierte en señales eléctricas para ser analizadas.

Analizador de Vibración:

Dispositivo portátil para tomar registros, procesar y analizar los datos obtenidos de vibraciones en equipos industriales. Permite identificar problemas como: desbalanceo, desalineación, falla de rodamientos, engranajes, etc.

Acelerómetro:

Sensor utilizado para captar las vibraciones de los equipos. Convierte las señales mecánicas en eléctricas para luego interpretarlas a través del analizador. Existen diversos tipos de sensores, algunos fijos y otros móviles, dependiendo del monitoreo al equipo.

Accesorios de Montaje:

Elementos fundamentales para la correcta instalación de acelerómetros fijos. Un correcto accesorio garantiza una correcta toma de datos. Estos accesorios incluyen: soportes, imanes de alta resistencia, abrazaderas, etc.

Importancia de la Correcta Instalación de los Acelerómetros

Una instalación correcta de los sensores al realizar un análisis de vibraciones es crucial. Una mala instalación o conexión inestable provocará lecturas de vibraciones distorsionadas, lo que podría llevar a un mal diagnóstico del estado del equipo, produciendo gastos innecesarios, pérdida de fiabilidad y reprocesos en tareas y máquinas críticas.

Amplitud, Velocidad, Aceleración y Frecuencia Natural de las Vibraciones Mecánicas

  • Amplitud: Máxima distancia que se desplaza un objeto desde su posición de equilibrio.
  • Velocidad: Rapidez con que cambia esa distancia en un tiempo dado. Se mide en metros por segundo (m/s).
  • Aceleración: Cómo cambia la velocidad a lo largo del tiempo, medida en metros por segundo al cuadrado (m/s²).
  • Frecuencia Natural: Frecuencia a la que un sistema vibra sin fuerzas externas. Se mide en Hertz (Hz).

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