Mantenimiento Predictivo en Ingeniería Mecánica
El mantenimiento predictivo es una estrategia que utiliza criterios determinados con anterioridad para evitar el fallo de un equipo. Se subdivide en sistemático y predictivo.
Mantenimiento Predictivo: Definición y Variables Clave
El mantenimiento predictivo se basa en variables clave y la probabilidad de fallo, determinada a partir de datos históricos. Esto genera dos preguntas fundamentales:
- ¿Cuál debe ser la variable a medir?
- ¿Cuál debe ser el nivel de aceptación de fallo?
Una vez identificadas estas variables, se utilizan herramientas estadísticas para el tratamiento de datos y determinar el momento óptimo para actuar. El mantenimiento debe realizarse entre el punto de falla potencial (p) y la falla funcional (f).
Ventajas y Desventajas del Mantenimiento Predictivo
Ventajas:
- Reducción del tiempo dedicado al mantenimiento, realizándolo solo cuando es necesario.
- Disminución de las horas perdidas, ya que el mantenimiento se realiza con el equipo en funcionamiento.
- Reducción del coste de las piezas de repuesto.
Desventajas:
- Costes iniciales elevados debido a la necesidad de equipos de monitorización y personal experimentado.
Pasos para la Implementación del Mantenimiento Predictivo
- Conocer los conceptos básicos del mantenimiento predictivo y planificar una estrategia.
- Elegir el sistema de monitorización de datos y adquirir los medios necesarios.
- Integrar los datos en un sistema GMAO (Gestión de Mantenimiento Asistido por Ordenador).
Técnicas Predictivas según la Variable a Medir
Las técnicas predictivas varían según la variable a medir, incluyendo:
- Vibraciones
- Viscosidad
- Temperatura
- Corrosión
Análisis de Vibraciones
El análisis de vibraciones proporciona información valiosa sobre el estado de los componentes. Consiste en transformar una señal en función del tiempo al dominio de la frecuencia. Requiere transductores, cables, amplificadores, ordenadores y analizadores. Se recomienda seguir las normas ISO 2372 e ISO 10816-6. El desequilibrio mecánico es un problema común en máquinas rotativas, y la medición de vibraciones en rodamientos es una práctica habitual.
Análisis de Aceites
Las pérdidas de potencia en máquinas pueden ser de origen mecánico, eléctrico o auxiliar. Las pérdidas mecánicas se dividen en fricción hidrodinámica, semiseca, metal-metal, rodaduras y cojinetes. El análisis de aceites se basa en la degradación del mismo, ya sea natural o por contaminación de partículas metálicas.
Metodologías para detectar partículas:
- Ferrografía: Precipitación magnética de partículas ferrosas para su contabilización.
- Espectrometría: Análisis basado en las distintas longitudes de onda de los materiales.
Análisis de propiedades del aceite:
- Viscosidad
- Índice de viscosidad
- Contaminación
- Acidez
- Basicidad
- Rigidez dieléctrica
También se estudia la degradación de los aditivos.
Termografía
La termografía capta la temperatura de los elementos a través de la radiación electromagnética. Ejemplos de aplicación:
- Estudio de elementos eléctricos (bornas, transformadores, aisladores).
- Comprobación de elementos mecánicos (motores, poleas).
- Nivel de líquidos en tanques, estado de válvulas.
Ventajas:
- Útil para objetos móviles o de difícil acceso.
- No interfiere en el funcionamiento.
- Proceso preciso y repetitivo.
Desventajas:
- A veces es necesario modificar el entorno a medir.
Mantenimiento de Máquinas Eléctricas
Las máquinas eléctricas rotativas se componen de elementos mecánicos, núcleo, bobinados estatóricos, rotor, aislamientos, bornas y cableado. Para la detección de anomalías en el rotor se utilizan:
- Análisis espectral de corriente: Similar al análisis de vibraciones para obtener el espectro de frecuencia de la corriente.
- Flujo de dispersión: Detecta las vibraciones en el flujo axial.
Las mediciones deben realizarse con una carga superior al 40%. Para la detección de anomalías en el aislante se utilizan:
- Ondas de choque.
- Escalones de tensión (con corriente continua).
- Ensayos de tangente de delta (con corriente alterna).
Mantenimiento de Baterías
El mantenimiento de baterías es crucial y debe realizarse sin interrumpir su disponibilidad. Las labores de mantenimiento se basan en realizar un ciclo de carga y descarga, estudiando los valores de tensión de vaso y comparándolos con los de una batería en buen estado. Nuevas técnicas preventivas miden la impedancia interna del vaso, y una desviación del 20% o más indica un posible daño. Esta técnica es rápida y no requiere que las baterías estén fuera de servicio.
Mantenimiento Predictivo Basado en la Medición de la Corrosión
La corrosión es el deterioro de materiales metálicos por la acción atmosférica u otros agentes. Tipos de corrosión:
- Corrosión general o uniforme.
- Corrosión por corrientes vagabundas.
- Corrosión por efecto pantalla.
- Corrosión por corriente alterna.
- Corrosión bacteriana.
- Corrosión bajo tensión.
- Corrosión por figuración inducida.
- Corrosión galvánica.
- Corrosión química.
Mantenimiento Predictivo Basado en Ensayos No Destructivos
Los ensayos no destructivos no afectan las propiedades físicas, químicas, mecánicas o dimensionales de los materiales. Tipos de ensayos no destructivos:
Ensayos no destructivos superficiales:
- Inspección visual.
- Líquidos penetrantes.
- Partículas filtradas.
- Partículas magnéticas.
- Corrientes inducidas.
Ensayos no destructivos volumétricos:
- Ultrasonidos (método de resonancia, transparencia o sombra, impulsos-eco).
- Radiografía.