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¿Qué es el monitoreo de condiciones (CM)?
Conozca cómo funciona el monitoreo de condiciones y cómo puede beneficiar las operaciones de mantenimiento de su organización
El monitoreo de condiciones (CM) es un enfoque de mantenimiento predictivo que se basa en la recopilación de datos en tiempo real para monitorear el estado de los activos/sistemas y detectar fallas y anomalías. Las organizaciones que utilizan el monitoreo de condiciones utilizan el enfoque para identificar posibles problemas antes de que fallen los activos críticos, lo cual minimiza el tiempo de inactividad no planificado y maximiza la vida útil de los activos.
Normalmente, el proceso de monitoreo implica la recopilación continua de datos de varios sensores e instrumentos de alta tecnología instalados en los activos que el departamento de mantenimiento desea rastrear. Los sensores pueden proporcionar una gama de diagnósticos, incluidos los niveles de vibración, la temperatura, la presión y el sonido, entre otros parámetros.
Una vez que el mantenimiento tiene los datos, pueden analizarlos e interpretarlos con una (o varias) de las innumerables técnicas y herramientas de software disponibles. Los dos usos más comunes de los datos de monitoreo de condiciones son:
- Monitoreo de tendencias. El monitoreo de tendencias utiliza medición continua y análisis de datos para identificar tendencias que apuntan al deterioro de los activos. Específicamente, la organización decide qué métrica es el mejor indicador del estado del equipo y utiliza esa métrica para evaluar las tendencias en el rendimiento de los activos y, en última instancia, anticipar cuándo se deteriorarán luego del límite crítico. El monitoreo de tendencias se utiliza más para realizar un seguimiento del rendimiento del motor.
- Verificación de condiciones. A diferencia del monitoreo de tendencias, la verificación de condiciones depende de la medición periódica de los activos mientras se ejecutan. Luego, el mantenimiento utiliza los datos para evaluar la condición actual del activo. Verificar la calidad del lubricante de una máquina con una mirilla de aceite es un ejemplo de verificación de condiciones.
Independientemente de cómo utilice los datos de monitoreo de condiciones, puede programar sus herramientas de análisis de datos para generar alertas o notificaciones cuando surjan problemas. Las alertas activarán al personal de mantenimiento o técnico necesario para abordar la falla.
Las técnicas de monitoreo de condiciones son las más utilizadas para mantener equipos rotativos (por ejemplo, cajas de engranajes, centrifugadoras, máquinas reciprocantes, etc.). Ayudan a las organizaciones a optimizar las operaciones de mantenimiento, especialmente en la fabricación industrial, la generación de energía y el transporte, donde las máquinas y los equipos son críticos para las operaciones diarias.
En estas industrias, un mal funcionamiento, por pequeño que sea, puede causar pérdidas financieras significativas y caídas en la productividad. Por ejemplo, en una planta de fabricación, una máquina defectuosa puede provocar retrasos en la producción, incumplimiento de plazos y de las normas, y aumento de costos. En la industria del transporte, un motor aéreo que funciona mal puede generar cancelaciones de vuelos, pérdida de ingresos e incluso preocupaciones de seguridad.
En última instancia, el monitoreo de condiciones puede ayudar a los equipos de mantenimiento a adoptar un enfoque más proactivo del mantenimiento, lo cual ahorra dinero a las empresas y maximiza la eficiencia operativa.
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Implementar un programa de monitoreo de condiciones es un proceso relativamente sencillo que implica tres pasos principales.
Paso 1. Recopilar datos históricos.
El primer paso para implementar un programa de CM es recopilar tantos datos de activos como sea posible. Esto debe incluir datos históricos (es decir, historial de mantenimiento) y cualquier documentación del fabricante o de los organismos normativos.
Paso 2. Instalar los sensores.
Los sensores son la fuerza que impulsa cualquier programa de monitoreo de condiciones, por lo que el primer paso para implementarlo es instalar los sensores que recopilarán los datos necesarios. Los distintos activos requerirán distintos tipos de sensores y distintos enfoques para la instalación de sensores, así que asegúrese de tener en cuenta las necesidades de todos sus activos críticos.
Paso 3. Establecer sus líneas de referencia.
Tan pronto como haya instalado todos sus sensores de monitoreo de estado, comenzarán a recopilar datos de estado de la máquina, como vibración y posición, velocidad del rotor, mediciones de temperatura y sensores de procesos operativos. Estos datos le permitirán establecer mediciones de líneas de referencias para activos y descifrar lo que es y no es normal para un equipo.
Paso 4. Monitorear sus activos.
Suponiendo que su departamento de mantenimiento ha instalado software de monitoreo de estado de la máquina, asignará recopiladores de datos de mantenimiento para monitorear y analizar continuamente los datos de sensores para evaluar el estado de los activos y anticipar posibles fallas de la máquina.
Su organización o personal de mantenimiento pueden emplear diversas técnicas y herramientas para implementar un programa de monitoreo de condiciones. Los enfoques comunes incluyen:
Monitoreo electromagnético
El monitoreo electromagnético mide las distorsiones de campo y los cambios de corriente de Foucault para localizar corrosión, grietas, debilidades y otras fallas. El técnico aplica campos magnéticos a las paredes de la superficie del activo y a la tubería para identificar fallas en los materiales y características de la superficie.
Termografía infrarroja
La termografía infrarroja es un tipo de prueba no destructiva que utiliza imágenes térmicas para detectar sobrecalentamiento y otros problemas relacionados con la temperatura. Utiliza cámaras termográficas para capturar la radiación infrarroja emitida por un objeto/superficie y convertirla en una imagen visual (o termograma). Las organizaciones utilizan principalmente este tipo de CBM para monitorear motores, inspeccionar rodamientos y verificar los niveles de gas, lodo o líquido.
Interferometría láser
La interferometría láser utiliza longitudes de onda de luz generadas por láser para medir las variaciones del desplazamiento de onda de referencia de un activo. Con un interferómetro, el técnico de mantenimiento mide los patrones de interferencia que indican defectos, como corrosión y cavidades, en materiales superficiales y subterráneos.
Análisis de aceite
El análisis de aceite evalúa las propiedades del aceite (por ejemplo, viscosidad, acidez, etc.) en un activo para detectar contaminantes o usar partículas. Normalmente, implica recolectar una muestra de aceite lubricante del equipo y enviarlo a un laboratorio para su análisis. El análisis de aceite puede ser útil para monitorear activos, como motores, cajas de cambios y sistemas hidráulicos.
Monitoreo de vibraciones
El monitoreo (o análisis) de vibraciones utiliza sensores de vibraciones para medir las frecuencias de vibración en un activo y detectar anomalías que puedan indicar un problema. Dado que los activos rotativos (por ejemplo, motores y bombas), por ejemplo, tienden a vibrar más intensamente y con más fuerza a medida que envejecen, medir los cambios en la vibración puede ayudar a identificar el desgaste y los daños antes de que falle el activo. Los datos de vibración se pueden utilizar para detectar una amplia gama de problemas, incluida la desalineación, el desequilibrio, el desgaste o falla de los rodamientos, ejes doblados y componentes sueltos, entre otras fallas.
Pruebas acústicas de emisiones
Las pruebas acústicas de emisiones son un tipo de análisis de vibración, pero implican el uso de sonidos de frecuencia mucho más alta para encontrar choques y grietas. Los patrones de sonido revelan la presencia de ruidos o vibraciones inusuales que pueden indicar un problema o una avería inminente. Esta técnica es particularmente útil para detectar fallas en equipos rotativos, como motores, bombas y ventiladores.
Análisis ultrasónico
El análisis ultrasónico (también denominado prueba ultrasónica) utiliza ondas sonoras de alta frecuencia para detectar fugas, grietas o defectos en un equipo. Se basa en técnicas de recopilación de datos de contacto (transmitidas por la estructura) y sin contacto (transmitidas por el aire) para determinar el desgaste de los activos. Los métodos de contacto se utilizan normalmente para detectar problemas mecánicos (como problemas de lubricación, daños en los engranajes y barras rotas del rotor) que generan sonidos de alta frecuencia. Los métodos sin contacto pueden detectar problemas, como fugas de presión y vacío en sistemas de gas comprimido, que tienden a generar sonidos de baja frecuencia.
Análisis de circuitos motorizados (MCA)
El análisis de circuitos motorizados, también conocido como prueba del motor, utiliza evaluaciones basadas en voltaje o corriente para encontrar desequilibrios eléctricos y medir la degradación del aislamiento, los cuales pueden causar fallas en el motor. El MCA se utiliza principalmente para monitorear motores eléctricos.
También se pueden utilizar otros métodos, como la inspección visual y las pruebas de rendimiento, para el monitoreo de condiciones. Naturalmente, cada técnica tiene sus fortalezas y debilidades, por lo que la mejor opción para su departamento dependerá de sus recursos, equipos, entornos y necesidades organizacionales.
El monitoreo de condiciones y el IIoT son dos conceptos estrechamente relacionados que, en conjunto, pueden mejorar la eficiencia y confiabilidad de los sistemas de gestión de mantenimiento.
El monitoreo de condiciones depende de la recopilación continua de datos de sensores y otras fuentes para prevenir o mitigar problemas. Por otro lado, el Internet industrial de las cosas es una red de dispositivos interconectados y sensores de equipos que se comunican entre sí y con la nube para recopilar y compartir datos.
El uso de monitoreo de condiciones y el IIoT en tándem permite un monitoreo más completo y preciso, y una comunicación más eficiente sobre tareas y problemas de mantenimiento. No solo permite que los activos inteligentes conectados a Internet comuniquen y compartan datos de diagnóstico, lo que habilita comparaciones instantáneas de sistemas y activos, sino que también ayuda a los equipos a tomar decisiones más informadas sobre toda la operación de producción. Además, el IIoT permite recopilar y transmitir datos y monitorear sistemas de forma remota, lo que puede ser particularmente útil para sistemas ubicados en ubicaciones lejanas o peligrosas.
Estas características proporcionan a los departamentos de mantenimiento análisis más sofisticados, les permiten utilizar datos de múltiples máquinas simultáneamente y les ayudan a automatizar procesos que normalmente requerirían técnicos de mantenimiento (y sus costos asociados). En última instancia, los sistemas de monitoreo de estado y la IIoT hacen posible transformar la manera en que las organizaciones mantienen y monitorean los activos, procesos y sistemas clave, lo que mejora la confiabilidad, eficiencia y seguridad de su operación de mantenimiento.
Uno de los beneficios clave del monitoreo de condiciones es que permite a los equipos de mantenimiento implementar la gestión de mantenimiento preventivo y el monitoreo del estado de las máquinas. Cuando identifican los problemas potenciales antes de que provoquen fallas en los equipos, el personal de mantenimiento puede programar las actividades en el momento más conveniente, lo cual reduce el impacto en la producción y minimiza el tiempo de inactividad por interrupciones inesperadas.
El monitoreo de condiciones ofrece varias otras ventajas sobre los enfoques tradicionales de mantenimiento, que incluyen:
Planificación de mantenimiento mejorada
El monitoreo de condiciones proporciona datos en tiempo real sobre el rendimiento de un sistema o componente, que pueden usarse para optimizar la planificación y programación del mantenimiento. Esto ayuda a reducir la frecuencia de las actividades de mantenimiento, al tiempo que garantiza que se ejecuten solo las necesarias, en función del rendimiento real del sistema.
Mayor vida útil del equipo
Al detectar y abordar los problemas de manera preventiva, el monitoreo del estado ayuda a extender la vida útil de los equipos y componentes, lo cual reduce la necesidad de reemplazos o reparaciones costosas y maximiza el ROI de los activos.
Mejore la eficiencia operativa
El monitoreo de condiciones puede ayudar a detectar ineficiencias en un sistema o componente, como un consumo excesivo de energía o un desgaste innecesario. Al abordar estos problemas, se puede mejorar la eficiencia operativa, lo que lleva a una reducción de costos y una mayor productividad.
Seguridad mejorada
El monitoreo de condiciones puede ayudar a identificar posibles riesgos para la seguridad, como componentes desgastados o dañados, antes de que causen daños al personal o al equipo. Esto ayuda a mejorar la seguridad general y reducir el riesgo de accidentes y lesiones.
Si bien el monitoreo de condiciones realmente puede ayudar a una organización a optimizar sus sistemas de gestión de mantenimiento (especialmente, en el caso del monitoreo de condiciones habilitado para IoT), tiene desventajas que las organizaciones deberían considerar, que incluyen:
Costo
Implementar un programa de monitoreo de condiciones puede ser bastante costoso, ya que normalmente requiere la instalación de sensores y otros equipos de monitoreo, así como una inversión en software de análisis de datos y personal para gestionar el programa y el equipo. El costo de ejecutar un programa de monitoreo de condiciones puede ser prohibitivo para algunas organizaciones, particularmente para las más pequeñas.
Complejidad
El monitoreo de condiciones puede ser complejo y requerir conocimientos y experiencia especializados para configurarlo y gestionarlo. Es posible que algunas organizaciones no tengan suficiente personal capacitado para ejecutar el sistema de manera eficaz y, por lo tanto, necesiten contratar personal especializado o consultores externos. Además, los sistemas de monitoreo de condiciones se basan en sensores de alta tecnología para realizar diagnósticos de los activos de la organización. Las instalaciones más antiguas sin la infraestructura adecuada pueden requerir una amplia modernización.
Sobrecarga de datos
Los sistemas de monitoreo de condiciones pueden generar una gran cantidad de datos, lo que puede ser una tarea agobiante de gestión y análisis. Puede ser difícil para los equipos de mantenimiento clasificar los datos e identificar los puntos de datos y las tendencias más importantes.
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Recursos de monitoreo de condiciones
El blog de IBM desglosa la diferencia entre el monitoreo de condiciones y el mantenimiento predictivo.
Lea cómo IBM Research está impulsando el desarrollo del mantenimiento predictivo en tecnología y banca
Más de dos tercios de los datos que recopilan las organizaciones no se utilizan, lo que genera problemas de rendimiento y confiabilidad.
