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Contenido DEFINICION ................................................................................................................................ 2 ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO .................... 5 Preparación inicial ................................................................................................................... 6 Implantación............................................................................................................................. 7 Revision de resultados............................................................................................................ 8 Técnicas de aplicación para el mantenimiento predictivo ....................................................... 8 Inspección Visual .................................................................................................................... 8 Líquidos penetrantes............................................................................................................... 9 Partículas magnéticas............................................................................................................. 9 Inspección radiográfica ......................................................................................................... 10 Ultrasonidos ........................................................................................................................... 10 Análisis de lubricantes .......................................................................................................... 11 Medida de la presión ............................................................................................................. 12 Impulsos de choque .............................................................................................................. 12 ANÁLISIS DE VIBRACIONES ................................................................................................. 13 ANÁLISIS DE TERMOGRAFÍA. .............................................................................................. 26 Bibliografía ................................................................................................................................. 33

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GESTION DEL MANTENIMIENTO ANALISIS Y PREVENCION DE FALLAS MANTENIMIENTO PREDICTIVO 1

DEFINICION

Se llama Mantenimiento Predictivo, Mantenimiento Condicional o Mantenimiento Basado en la Condición el mantenimiento preventivo subordinado a la superación de un umbral predeterminado y significativo del estado de deterioro de un bien. Se trata de un conjunto de técnicas que, debidamente seleccionadas, permiten el seguimiento y examen de ciertos parámetros característicos del equipo en estudio, que manifiestan algún tipo de modificación al aparecer una anomalía en el mismo. La mayoría de los fallos en máquinas aparecen de forma incipiente, en un grado en que es posible su detección antes que el mismo se convierta en un hecho consumado con repercusiones irreversibles tanto en la producción como en los costes de mantenimiento. Se precisa para ello establecer un seguimiento de aquellos parámetros que nos pueden avisar del comienzo de un deterioro y establecer para cada uno de ellos qué nivel vamos a admitir como normal y cuál inadmisible, de tal forma que su detección desencadene la actuación pertinente. La figura muestra éste proceso. Se le denomina curva P-F porque muestra cómo un fallo comienza y prosigue el deterioro hasta un punto en el que puede ser detectado (el punto P de fallo potencial). A partir de allí, si no se detecta y no se toman las medidas oportunas, el deterioro continúa hasta alcanzar el punto F de fallo funcional:

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El seguimiento y control de los parámetros se puede hacer mediante vigilancia periódica, en cuyo caso es importante establecer una frecuencia tal que nos permita detectar el deterioro en un momento entre P y F, y que no sea demasiado tarde para reaccionar. El seguimiento y control de los parámetros se puede hacer mediante vigilancia periódica, en cuyo caso es importante establecer una frecuencia tal que nos permita detectar el deterioro en un momento entre P y F, y que no sea demasiado tarde para reaccionar. 

Importancia de la máquina en el proceso productivo



Instrumentación necesaria para el control

Los equipos a los que actualmente se les puede aplicar distintas técnicas de control de estado con probada eficacia son básicamente los siguientes:

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

Máquinas rotativas



Motores eléctricos



Equipos estáticos



Aparatos eléctricos



Instrumentación

Las ventajas que aporta este tipo de mantenimiento son que, al conocerse en todo momento el estado de los equipos, permite detectar fallos en estado incipiente, lo que impide que éste alcance proporciones indeseables. Por otra parte, permite aumentar la vida útil de los componentes, evitando el reemplazo antes de que se encuentren dañados. Y, por último, al conocerse el estado de un defecto, pueden programarse las paradas y reparaciones previéndose los repuestos necesarios, lo que hace disminuir los tiempos de indisponibilidad.

Parámetros para control de estado Los parámetros utilizados para el control de estado de los equipos son aquellas magnitudes físicas susceptibles de experimentar algún tipo de modificación repetitiva en su valor, cuando varía el estado funcional de la máquina. Existen muchos parámetros que se pueden utilizar con este fin, siempre que se cumplan las condiciones expresadas: 

Que sea sensible a un defecto concreto



Que se modifica como consecuencia de la aparición de alguna anomalía



Que se repite siempre de la misma forma

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Así las distintas técnicas utilizadas para el mantenimiento preventivo se pueden clasificar en dos grupos básicos: Técnicas directas: En las que se inspeccionan directamente los elementos sujetos a fallo: entre ellas cabe mencionar la inspección visual (la más usada), inspección por líquidos penetrantes, por partículas magnéticas, el empleo de ultrasonidos, análisis de materiales, la inspección radiográfica, etc.

Técnicas indirectas: mediante la medida y análisis de algún parámetro con significación funcional relevante. Entre ellos el más usado es el análisis de vibraciones, aunque también existen numerosos parámetros que cada vez son más utilizados conjuntamente con el análisis de vibraciones, como puede ser el análisis de lubricantes, de ruidos, de impulsos de choque, medida de presión, de temperatura, etc.

ESTABLECIMIENTO DE UN SISTEMA DE MANTENIMIENTO PREDICTIVO El fundamento del mantenimiento predictivo es la medida y valoración periódica de una serie de variables de estado (parámetros de control) lo que implica el manejo de una ingente cantidad de datos que requieren medios: Físicos (hardware) De gestión (software) DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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Humanos Los medios físicos son los instrumentos de medida y los de captura y registro de datos. Los programas de gestión informáticos manejan los datos captados elaborando informes y gráficos de evolución. Finalmente, los medios humanos incluyen el personal que hace las medidas rutinarias, que deben ser profesionales cualificados y con conocimientos específicos del tipo de equipos a tratar y, además, el personal técnico altamente cualificado capaz de desarrollar análisis y diagnóstico de averías.

La implantación requiere unos pasos sucesivos: 1. Preparación inicial 2. Implantación propiamente dicha 3. Revisión de resultados

Preparación inicial La preparación inicial supone desarrollar las siguientes tareas: 

Definición de las máquinas



Identificación, estudio, de sus características y calificación de su importancia en el proceso productivo.



Determinar los parámetros y técnicas de medidas

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Para cada máquina crítica en particular y para cada familia de máquinas genéricas se determinan los parámetros y técnicas más adecuados a utilizar para llevar a cabo el control: 

Estructurar la base de datos



Para cada máquina se decide y cargan los siguientes datos:



Frecuencia de chequeo o medida



Alcance de las medidas de cada parámetro



Definición de rutas



Definición de alarmas, para cada parámetro



Formación del personal

Implantación

Supone, una vez realizada toda la preparación, llevar a cabo las medidas periódicas acordadas, con las rutas y frecuencias previstas, lo que implica:



Chequeos y medidas periódicas



Registro y volcado de datos en el sistema



Valoración de niveles que indican un comportamiento anómalo



Análisis y diagnóstico de anomalías

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Revision de resultados Una vez implantado todo el sistema se debería llevar a cabo periódicamente (al menos anualmente) un análisis crítico de resultados: 

Historial de medidas rutinarias y averías.



Análisis de resultados y dispersión de datos.



Cambio de parámetros o niveles de alarma, así como de las frecuencias de chequeo, si es necesario.

Técnicas de aplicación para el mantenimiento predictivo

A continuación, se describen brevemente las principales técnicas utilizadas para un mantenimiento predictivo: Inspección Visual Abarca desde la simple inspección visual directa de la máquina hasta la utilización de complicados sistemas de observación como pueden ser microscopios, endoscopios y lámparas estroboscópicas. Se pueden detectar fallos que se manifiestan físicamente mediante grietas, fisuras, desgaste, soltura de elementos de fijación, cambios de color, etc. Se aplica a zonas que se pueden observar directamente y, cada vez más, se diseñan las máquinas para poder observar partes inaccesibles sin necesidad de desmontar (como las turbinas de gas, por ejemplo, mediante el uso de endoscopios).

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Líquidos penetrantes

Se trata de una inspección no destructiva que se usa para encontrar fisuras superficiales o fallos internos del material que presentan alguna apertura en la superficie. La prueba consiste en la aplicación de una tintura especial sobre la superficie que previamente se ha limpiado concienzudamente. Se deja transcurrir un cierto tiempo para que penetre bien en todos los posibles defectos. A continuación, se elimina la tintura mediante limpieza superficial. Finalmente se trata de nuevo la superficie con un líquido muy absorbente que extrae toda la tintura que quedó atrapada en poros o grietas superficiales, revelando la presencia y forma de tales defectos. Existen así mismo tinturas fluorescentes que se revelan con el uso de una luz ultravioleta (álabes de turbinas). Partículas magnéticas Se trata de otro ensayo no destructivo que permite igualmente descubrir fisuras superficiales, así como no superficiales. Se basa en la magnetización de un material ferromagnético al ser sometido a un campo magnético. Para ello se empieza limpiando bien la superficie a examinar, se somete a un campo magnético uniforme y, finalmente, se esparcen partículas magnéticas de pequeña dimensión. Por efecto del campo magnético éstas partículas se orientan siguiendo las líneas de flujo magnético existentes. Los defectos se ponen de manifiesto por las discontinuidades que crean en la distribución de las partículas.

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Inspección radiográfica Técnica usada para la detección de defectos internos del material como grietas, burbujas o impurezas interiores. Especialmente indicadas en el control de calidad de uniones soldadas. Como es bien conocido consiste en intercalar el elemento a radiografiar entre una fuente radioactiva y una pantalla fotosensible a dicha radiación.

Ultrasonidos Los ultrasonidos son ondas a frecuencia más alta que el umbral superior de audibilidad humana, en torno a los 20 kHz. Es el método más común para detectar gritas y otras discontinuidades (fisuras por fatiga, corrosión o defectos de fabricación del material) en materiales gruesos, donde la inspección por rayos X se muestra insuficiente al ser absorbidos, en parte, por el material. El ultrasonido se genera y detecta mediante fenómenos de piezoelectricidad y magnetostricción. Son ondas elásticas de la misma naturaleza que el sonido con frecuencias que alcanzan los 109 Hz. Su propagación en los materiales sigue casi las leyes de la óptica geométrica Midiendo el tiempo que transcurre entre la emisión de la señal y la recepción de su eco se puede determinar la distancia del defecto, ya que la velocidad de propagación del ultrasonido en el material es conocida. Tiene la ventaja adicional de que además de indicar la existencia de grietas en el material, permite estimar su tamaño lo que facilita llevar un seguimiento del estado y evolución del defecto. DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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También se está utilizando esta técnica para identificar fugas localizadas en procesos tales como sistemas de vapor, aire o gas por detección de los componentes ultrasónicos presentes en el flujo altamente turbulentos que se generan en fugas (válvulas de corte, válvulas de seguridad, purgadores de vapor, etc.).

Análisis de lubricantes

El aceite lubricante juega un papel determinante en el buen funcionamiento de cualquier máquina. Al disminuir o desaparecer la lubricación se produce una disminución de la película de lubricante interpuesto entre los elementos mecánicos dotados de movimiento relativo entre sí, lo que provoca un desgaste, aumento de las fuerzas de rozamiento, aumento de temperatura, provocando dilataciones e incluso fusión de materiales y bloqueos de piezas móviles. Por tanto, el propio nivel de lubricante puede ser un parámetro de control funcional. Pero incluso manteniendo un nivel correcto el aceite en servicio está sujeto a una degradación de sus propiedades lubricantes y a contaminación, tanto externa (polvo, agua, etc.) como interna (partículas de desgaste, formación de lodos, gomas y lacas). El control de estado mediante análisis físico-químicos de muestras de aceite en servicio y el análisis de partículas de desgaste contenidas en el aceite (ferrografía) pueden alertar de fallos incipientes en los órganos lubricados.

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Medida de la presión Dependiendo del tipo de máquina puede ser interesante para confirmar o descartar ciertos defectos, utilizada conjuntamente con otras técnicas predictivas. Se suele utilizar la presión del proceso para aportar información útil ante defectos como la cavitación, condensación de vapores o existencia de golpes de ariete. En otros casos es la presión de lubricación para detectar deficiencias funcionales en los cojinetes o problemas en los cierres por una presión insuficiente o poco estable. Impulsos de choque Dentro de las tareas de mantenimiento predictivo suele tener un elevado peso el control de estado de los rodamientos por ser éstos elementos muy frecuentes en las máquinas y fundamentales para su buen funcionamiento, al tiempo que están sujetos a condiciones de trabajo muy duras y se les exige una alta fiabilidad. Entre las técnicas aplicadas para el control de estado de rodamientos destaca la medida de los impulsos de choque Proporcionan una medida indirecta de la velocidad de choque entre los elementos rodantes y las pistas de rodadura, es decir, la diferencia de velocidad entre ambos es el momento del impacto. Esos impactos generan, en el material, ondas de presión de carácter ultrasónico llamadas “impulsos de choque”. Se propagan a través del material y pueden ser captadas mediante un transductor piezoeléctrico, en contacto directo con el soporte del rodamiento. El transductor convierte las ondas mecánicas en señales eléctricas que son enviadas al instrumento de medida. Para mejorar su sensibilidad y, como quiera que el tren de ondas sufre una amortiguación en su propagación a través del material, el transductor se sintoniza eléctricamente a su frecuencia de resonancia.

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Los impulsos de choque, aunque presentes en cualquier rodamiento, van aumentando su amplitud en la medida en que van apareciendo defectos en los rodamientos, aunque éstos defectos sean muy incipientes. Por ello es utilizada la medida de la amplitud como control de estado de los rodamientos en los que, tras la realización de numerosas mediciones, se ha llegado a establecer los valores “normales” de un rodamiento en buen estado y los que suponen el inicio de un deterioro, aunque todavía el rodamiento no presente indicios de mal funcionamiento por otras vías

ANÁLISIS DE VIBRACIONES

Todas las máquinas en uso presentan un cierto nivel de vibraciones como consecuencia de holguras, pequeños desequilibrios, rozamientos, etc. El nivel vibratorio se incrementa si, además, existe algún defecto como desalineación, desequilibrio mecánico, holguras inadecuadas, cojinetes defectuosos Por tal motivo el nivel vibratorio puede ser usado como parámetro de control funcional para el mantenimiento predictivo de máquinas, estableciendo un nivel de alerta y otro inadmisible a partir del cual la fatiga generada por los esfuerzos alternantes provoca el fallo inminente de los órganos afectados. Se usa la medida del nivel vibratorio como indicador de la severidad del fallo y el análisis espectral para el diagnóstico del tipo de fallo.

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Definiciones para análisis de vibraciones. Para poder entender y analizar este tipo de datos se hace necesario conocer algunos términos muy generales sobre vibración. 

Vibración. Es la vibración de un cuerpo con respecto a un punto de referencia.



Desplazamiento. Indica la cantidad de movimiento que la masa experimenta con respecto a su posición de reposo.



Periodo. Es el tiempo que tarda la masa en realizar un ciclo completo.



Frecuencia. Es el número de ciclos que ocurren en una unidad de tiempo.



Velocidad. Se refiere a la proporción del cambio de posición con respecto al tiempo



Aceleración. Medida de cambio de la velocidad respecto al tiempo.



Amplitud. Es la magnitud de la señal vibratoria e indica la severidad de la falla.

Clasificación del nivel de vibración de las máquinas. Para la implementación del DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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análisis por vibraciones de la máquina se debe tener información un fichero que contenga la información básica para realizar una evaluación de acuerdo a los resultados, “código de identificación, esquema de la máquina con puntos y direcciones de medición, condiciones relacionados con el proceso como presión, temperatura, velocidades, etc.”. De igual manera se debe conocer dentro de cual clase se encuentra la maquina dependiendo del nivel de vibración basada en las normas internacionales sobre vibraciones mecánicas como se muestra a continuación.

Clasificación de máquinas por nivel de vibración Clases

Potencias

Clase I

Máquina con potencia hasta 15kW

Clase II

Máquina con potencia entre (15-75)kW Máquinas

Clase III

grandes

en

rotación

con

fundamentos rígidos mayores a 75kW Máquinas grandes en rotación con

Clase IV

fundamentos flexibles-Turbo maquinas Fuente. REDALYC. Mantenimiento y análisis de vibraciones [en línea]. Ciudad de México:

El

Autor

Disponible

en

Internet: .

Clase I. Partes individuales de motores y máquinas, integradamente conectadas a la máquina completa en las condiciones normales de operación. Clase I. Máquinas de tamaño medio típicamente motores eléctricos, sin DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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apoyos especiales, motores rígidamente montados o máquinas sobre apoyos especiales.

Clase III. Grandes máquinas motrices y otras grandes máquinas con masas rotativas montadas sobre apoyos rígidos y pesados que son relativamente rígidos en la dirección de las medidas de vibración.

Clase IV. Grandes máquinas motrices y otras grandes máquinas con masas rotativas montadas sobre apoyos relativamente blandos en la dirección de las medidas de vibración, por ejemplo, turbo generadores o turbinas de gas.

Con base en la categorización por grupos dependiendo del nivel de potencia, la máquina debe ser identificada en alguna clase para poder luego basados en la norma ISO 10816 “definir la severidad de una determinada vibración en varios umbrales, desde bueno hasta inaceptable.

Clasificación severidad de vibraciones

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Fuente.

TECNICA8-ELECTROMECANICA.

Teoría

y

Práctica

Mantenimiento Industrial Avanzado [en línea]. La Plata: Disponible Internet:

del

en

.

Principales causas de vibración de la máquina. Partiendo que la máquina cuenta con múltiples piezas, la vibración que se genere en la máquina será entonces la suma de las vibraciones de todas las partes que componen la máquina. Las causas principales por las cuales se presenta vibración en la maquinaria son.  Diseño de equipos. posee el desbalance y unas fuerzas inerciales desequilibradas permitidas.  Tecnología usada de producción. cambios en la estructura cristalina del DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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material y alteraciones como formaciones de desperdicio, dislocaciones y poros.  Producción de las piezas equipo. alteraciones en los planos en la producción de las piezas y mala calidad de ensamblaje.  Explotación del equipo. desgaste y daños en los rodamientos, mala alineación y grietas en los rotores.

. Principales causas que provocan vibraciones en la máquina

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Análisis de los resultados. La interpretación de los resultados de las vibraciones es el papel más importante, debido a que se realiza esta técnica con el fin de obtener información que servirá para poder obtener indicios de fallo, se distinguen dos tipos de técnicas para analizar los resultados el análisis de frecuencia y el análisis de tiempo. Análisis de frecuencia. El espectro de la señal de vibración se conforma por el eje horizontal la frecuencia y el eje vertical a este eje dependiendo el parámetro que mayor información me suministre se le va a dar el valor de desplazamiento, velocidad o aceleración. Por ejemplo, en las maquinas rotatorias la gráfica se utiliza con el eje vertical en velocidad, “en este tipo de gráficas, la frecuencia es un indicativo de la causa que produce la vibración mientras que la amplitud indica la gravedad de la falla”.27

Debido a que la amplitud indica la gravedad de la falla es muy común utilizar este tipo de gráfica, cuando se comparan valores de amplitud de vibraciones, Se debe tener en cuenta los factores de escala. Estos son mediciones Pico, Pico-Pico o RMS. La velocidad RMS es utilizada por la norma ISO 10816 donde también establece la severidad de vibración de las máquinas.

Pico. Representa la amplitud desde el valor cero de referencia al tope del valor máximo. La amplitud pico es usada para medir aceleración, habitualmente calculada a partir del valor RMS. Pico-Pico. Es la amplitud medida desde el tope positivo al tope negativo. El valor P-P resulta igual a 2 veces el valor Pico. RMS. En términos generales, el valor RMS (root mean square) DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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es derivado a través de una conversión matemática que relaciona la energía de la c/c con la de la c.a. Es generalmente usado para medir la energía efectiva de la vibración conformada por múltiples señales de distintas frecuencias. Si se mide una onda senoidal pura, el valor RMS es 0.707 del valor Pico.28

Hay dos componentes de la señal que deben ser observados en primera instancia, su amplitud y su frecuencia, la amplitud indicara la severidad de la falla, y la frecuencia el número de veces que se repite el ciclo en un periodo determinado.

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Fuente. REPOSITORIO INSTITUCIONAL UNIVERSIDAD DE EL SALVADOR. Manual de aplicaciones de herramientas y técnicas del mantenimiento predictivo [en línea]. San salvador: Disponible en Internet: .

Al conocer la frecuencia se tendrá puede obtener más información sobre la fuente de vibración, debido que “Los instrumentos y software de mantenimiento predictivo permiten apreciar las frecuencias de las vibraciones, como así mismo los cambios en amplitudes a frecuencias específicas, permitiendo detectar y aislar las fallas de las máquinas” 29. Análisis de tiempo. “Este análisis sirve para confirmar el diagnóstico en aquellas fallas que poseen espectros muy parecidos”. 30 DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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Fallas detectadas con el mantenimiento predictivo. Las fallas que se pueden detectar con este tipo de mantenimiento son: desbalanceo, desalineamiento, defecto de rodamientos, ejes torcidos,

desajuste

mecánico,

defecto en transmisiones por correa, defectos de engranajes y problemas eléctricos. Se puede considerar esta técnica como la más importante debido a “que permite detectar el 80% de los problemas presentados por la maquinaria industrial”31, consta de dos partes esta técnica la adquisición de datos y el análisis de los mismos debido a que el resultado se presenta de forma gráfica y la persona que cuente con las capacidades para interpretar dichas gráficas, será el encargado de dar el diagnostico, esta persona se puede apoyar en varios criterios de referencia.

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Criterios de referencia para el análisis de vibraciones

Fuente. SINAIS. Ingeniería de mantenimiento. Tendencias actuales del mantenimiento industrial [en línea]. Villagarcía de Arosa: Disponible en

Internet:

.

Sensores de medición. Según Rosa, debido a el principal objetivo del mantenimiento predictivo es no interrumpir el proceso productivo de las máquinas se establecen tres principales sensores de medición el acelerómetro, el de velocidad y el de desplazamiento, los cuales se presentan en el siguiente cuadro resumen basados en la información del manual de aplicaciones de herramientas y técnicas del mantenimiento predictivo.

Un factor que influye en la calidad de las medidas, es la conexión de los sensores de forma tal que haga un buen contacto con la estructura de la DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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máquina para que puedan tomar lecturas en las tres direcciones, dos radiales. Vertical y horizontal y una axial. Cuando el lugar en el que se debe colocar el sensor es de difícil acceso, se instalan sensores permanentes con conectores accesibles que permitan tomar las medidas fácilmente y sin peligro.

Sensor Acelerómetro

Descripción Estos

realizan

Características una  El

tamaño

favorece

su

medida de aceleración colocación, ya que son pequeños y o

vibración, livianos.

proporciona una señal  No tienen partes móviles, lo cual eléctrica

según

variación física.

la brinda mayor confiabilidad.  Los acelerómetros tienen una clara respuesta lineal en un amplio rango de frecuencia.  Son

razonablemente

económicos.  Los acelerómetros proveen una señal de salida elevada para los relativamente energía

de

bajos

niveles de

alta

frecuencia,

haciéndolos atractivos

especialmente para

monitorear

rodamientos.  Normalmente las medias y altas frecuencias son medidas con DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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acelerómetros.

Velocidad

No necesitan contacto  Usualmente con

los

para

medir

la

dispositivos, vibración del cuerpo de la maquina

gracias a su sistema o soporte. magnético en conjunto  Efectivos en el rango de baja a con una rueda dentada, media frecuencia (10 Hz a Aprox. permite la medición de 15,500 Hz). movimientos rotatorios. Desplazamiento

 Generan su propia señal.

Este sensor no tiene  Mide distancias relativas entre contacto con el eje, y dos superficies. mide la distancia a la  Respuesta

precisa

en

bajas

superficie de medición. frecuencias. Tienen un rango de  Mide directamente en unidad de frecuencia más bajo desplazamiento. que los tres.

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ANÁLISIS DE TERMOGRAFÍA.

Como su nombre lo indica es una herramienta que se encargara de evaluar la temperatura de los equipos, para determinar su correcto funcionamiento. Es una herramienta que permite conocer el estado del equipo y predecir la falla sin interrumpir el proceso de producción y de una manera no invasiva, da resultados rápidos debido a que una alteración mínima de temperatura que no cumpla las especificaciones del fabricante en condiciones normales de funcionamiento del equipo indica que algo está funcionando de manera anormal.

Debido a que la toma de este tipo de medida de temperatura supone un personal con conocimiento específico y maquinaria especializada, las empresas optan por contratar terceros para la realización de estas medidas de temperatura además que “La energía infrarroja no se puede ver, pero con el desarrollo de la tecnología, ya existen equipos especializados en captar esta energía y transformarla en imágenes visibles que permiten determinar la temperatura de los objetos” se hace necesario establecer la rutina de recolección de datos e identificar la información suministrada por la temperatura.

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Definiciones para análisis de mantenimiento predictivo. las definiciones de energía térmica y calor son las siguientes:

Energía térmica. Se le denomina energía térmica a la energía liberada en forma de calor, obtenida de la naturaleza, mediante la combustión de algún combustible fósil (petróleo, gas natural o carbón), mediante energía eléctrica por efecto Joule, por rozamiento, por un proceso de fisión nuclear o como residuo de otros procesos mecánicos o químicos. Calor. Sucede cuando la energía térmica fluye de un cuerpo a otro, siempre de uno de mayor temperatura (mayor energía térmica) a otro de menor temperatura (menor energía térmica), conforme a la segunda ley de la termodinámica, y es considerada como una energía en tránsito.

Radiación Térmica o Calor. Según Olarte, es la transferencia de energía generada por los cuerpos cuando poseen una temperatura superior al cero absoluto (0 K o - 273 °C), la cual se propaga en forma de ondas electromagnéticas.36

Principio de termografía. El principio por el cual se rige esta técnica es el de la termografía. “Todos los cuerpos cuya temperatura excede el cero absoluto (0 K o - 273 °C) emiten una radiación térmica que el ojo humano no alcanza a percibir. La magnitud de dicha radiación está relacionada directamente con la temperatura del objeto y se puede calcular por medio de la siguiente ecuación”. 37 DIPLOMADO VIRTUAL EN: UNIDAD DIDÁCTICA 2: DOCUMENTO: Pág.

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E=εθ𝑇℮ 4 Donde. ε es la emisividad θ es la constante de Stefan Boltzman 𝑇℮ es la temperatura del objetivo medida en K.

Herramientas de medición termográfica. La energía que los equipos emiten viajan en forma de ondas electromagnéticas a la velocidad de la luz, es por esto que no es captable por el ojo humano, y se requiere de un instrumento especializado que transforme esta medición en un espectro visible, instrumento que se conoce hasta el momento es la cámara termo gráfica, quien es la encargada de transformar la energía que es emitida por el equipo en una imagen de radiación infrarroja a partir de la temperatura. Cámara termográfica. “Es un equipo que mide la radiación térmica de los cuerpos y la convierte en una imagen visible de varios colores los cuales están establecidos por su temperatura”. Estas cámaras pueden entregar dos tipos de medidas: cualitativas y cuantitativas, las primeras medidas son imágenes que arroja la cámara termo gráfica que poseen colores y se puede identificar de manera inmediata la variación de temperatura en la máquina o la uniformidad de la misma, las medidas cuantitativas son valores exactos de los puntos calientes, mediante estos resultados se determina la gravedad y el diagnóstico del equipo. La siguiente figura muestra la imagen que se obtiene al utilizar esta herramienta.

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Fuente. REDALYC. Aplicación de la termografía en el mantenimiento predictivo

[en línea].

Ciudad

de México:

Disponible

en

Internet:

.

Clasificación de fallas eléctricas. Existe una tabla de clasificación de fallas eléctricas según NETA (national electric), la cual es un “buen parámetro para identificar la relevancia de la falla y la acción que se recomienda seguir”

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GESTION DEL MANTENIMIENTO ANALISIS Y PREVENCION DE FALLAS MANTENIMIENTO PREDICTIVO 29

Fuente. REDALYC. Aplicación de la termografía en el mantenimiento predictivo

[en

línea].

Ciudad

de

México:Disponible

en

Internet:

.

Análisis de resultados. La información que arroja la cámara termo gráfica se denomina termo grama y el color que este termo grama evidencia una interpretación térmica de fácil reconocimiento, la relación entre energía y temperatura es directamente proporcional, pues entre más energía infrarroja emita, mayor temperatura presenta el equipo, por lo general un incremento en la temperatura se ve relacionado con un problema tipo electromecánico. Las áreas donde son más utilizadas las cámaras termo gráficas son instalaciones eléctricas, equipos mecánicos y estructuras refractarias.

El proceso de la señal infrarroja, sucede después de pasar por un lente, filtro, sensor y finalmente muestra el procesamiento, “La energía radiante que produce cualquier equipo es captada por los lentes de la cámara a través de un sensor; este sensor transforma la señal radiante en una señal eléctrica para que pueda ser procesada y presentada en una pantalla o display”

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GESTION DEL MANTENIMIENTO ANALISIS Y PREVENCION DE FALLAS MANTENIMIENTO PREDICTIVO 30

Fuente. REDALYC. Aplicación de la termografía en el mantenimiento predictivo

[en línea].

Ciudad

de México:

Disponible

en

Internet:

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La temperatura es entonces una evidencia clara del comportamiento de la maquinaría en la cual se observa la degradación funcional, “dicha temperatura provoca, como ya se ha dicho, una radiación, y los sistemas de termografía infrarroja son capaces de captar dicha radiación y de convertirla en una imagen que representa la distribución de temperatura superficial del objeto observado” a continuación donde la imagen refleja claramente una alteración de la distribución de la temperatura en el equipo, debido al impacto visual que maneja esta técnica, se hace más fácil identificar el lugar donde se está alterando el comportamiento.

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Aplicaciones de la termografía

Aplicaciones

Campo eléctrico

Sistemas mecanicos

Aplicaciones en proceso

-Análisis de motores y generadores.

-Estado de conexiones, bornes y aisladores. -Estudio e histórico de transformadores -Estado de bobinados de motores / generadores. -Armonicos, Inducciones,

-Análisis de rodamientos y poleas. -Diagnóstico de estado de cojinetes. -Diagnóstico en sistemas de transmisión. -Desalineamientos. Estado de los lubricantes.

-Estado y estudio de válvulas. Detección de tuberías subterráneas. -Nivel de líquido de tanques (y sólido). Estudio de refractarios. -Estudio de pérdidas térmicas. -Fugas de vapor.

Se da gran enfoque en la termografía y análisis de vibraciones porque son los más usados en la industria

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Bibliografía

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en Internet:

. 22 REDALYC. Técnicas de mantenimiento predictivo utilizadas en la industria [en línea]. Ciudad de México: El Autor [citado 24 agosto, 2017]. Disponible en Internet: . http://www.uttt.edu.mx/CatalogoUniversitario/imagenes/galeria/63A.pdf, https://repository.ucatolica.edu.co/bitstream/10983/15585/1/T%C3%89CNICA S%20DE%20MANTENIMIENTO%20PREDICTIVO.%20METODOLOGIA%20 DE%20APLICACI%C3%93N%20EN%20LAS%20ORGANIZACIONES.pdf

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