¿Qué es la monitorización de condiciones? (La guía 2024)

La monitorización de estado es una herramienta importante en el mantenimiento predictivo de las máquinas. Recopilando y analizando determinadas señales de los motores, es posible detectar fallos e ineficiencias en desarrollo y evitar paradas imprevistas.

Existen diversas señales que pueden tenerse en cuenta al supervisar activos mecánicos. Las técnicas tradicionales se basaban principalmente en análisis de vibracionespero las técnicas más modernas e innovadoras se centran en la ESA (análisis de la firma eléctrica).

La monitorización de estado puede diferir tanto en la forma en que se realiza (es decir, portátil u online), como en el tipo de datos del motor que se monitorizan.

Manual vs online

Aunque las diferencias prácticas entre las técnicas manuales y en línea puedan parecer obvias, la forma en que se utiliza cada método puede diferir significativamente.

En pocas palabras, el control de estado manual implica el uso de un sensor manual que se aplica a una máquina cuando es necesario para determinar su estado y, en última instancia, determinar cuándo debe programarse el mantenimiento.

La monitorización de estado en línea requiere la instalación permanente de sensores (en el propio activo o cerca de él) y proporciona información continua en tiempo real sobre el estado del motor.

El caso de los dispositivos portátiles

En primer lugar, es importante señalar que el enfoque portátil suele ofrecer una imagen menos completa del estado de los activos, por lo que suele aplicarse a activos de criticidad media. La razón por la que ofrece una imagen menos completa es que, por definición, las lecturas se realizan a intervalos en lugar de continuamente. Y un menor número de lecturas se traduce en una imagen menos precisa del estado de los activos. Si los activos que deben inspeccionarse están muy alejados entre sí, en una zona ATEX, en un lugar peligroso o en un lugar de difícil acceso, el resultado puede ser que se tomen aún menos lecturas. El hecho de que esta imagen incompleta ofrezca una protección adecuada frente a tiempos de inactividad imprevistos viene determinado en gran medida por la criticidad de un activo (y los costes de inactividad asociados a dicho activo), por lo que una imagen incompleta suele aplicarse a activos con un nivel de criticidad medio.

Además de monitorizar activos de criticidad media, la monitorización de estado portátil también es un método de monitorización popular para activos que no funcionan con regularidad. Si un activo sólo funciona la mitad del año (por ejemplo, el motor de un telesilla), puede que sólo sea necesario realizar lecturas durante la mitad del año. Por tanto, puede que no tenga sentido desde el punto de vista económico instalar un sistema de monitorización en línea permanente en activos que sólo funcionan periódicamente (aunque, obviamente, esto depende de la criticidad del activo cuando está en funcionamiento).

El caso de uso en línea

En comparación con el método manual, la monitorización de estado en línea proporciona una imagen mucho más completa del estado de los activos. Como la variante en línea implica el uso de sensores instalados permanentemente, se utiliza para tomar automáticamente mediciones periódicas del activo sin necesidad de enviar a un ingeniero a inspeccionarlo. Esto permite detectar y resolver rápidamente los fallos antes de que se produzcan paradas imprevistas. Por ello, la monitorización de estado en línea se utiliza a menudo en activos de alta criticidad, donde es prioritario evitar paradas imprevistas.

Fuente de datos

La monitorización de estado también puede variar en cuanto al tipo de datos que se recopilan. A continuación se ofrece una breve introducción a algunos de los métodos más populares.

Análisis de vibraciones

El análisis de vibraciones, una de las formas más antiguas y fiables de control de estado, supervisa las vibraciones emitidas por una pieza de maquinaria y puede detectar fallos en desarrollo si las vibraciones medidas difieren de las de una máquina en buen estado. Las mediciones de las vibraciones pueden realizarse mediante un dispositivo portátil situado cerca del activo o mediante sensores instalados directamente en el activo.

Análisis de la firma eléctrica (ESA)

Los sistemas basados en ESA miden las señales de corriente y tensión desde el interior del armario de control del motor. Al desplegar los sensores en el interior del CCM (que es un lugar seco y hospitalario para el despliegue de sensores), ESA es muy adecuado para supervisar activos situados en entornos peligrosos (como la mesa de rodillos calientes de una acería) o lugares de difícil acceso (como una bomba de aguas residuales situada a gran profundidad bajo tierra). Y como los sistemas ESA miden datos de corriente y tensión, pueden ofrecer información sobre el uso de la energía que puede utilizarse para mejorar la eficiencia del propio activo.

Análisis del aceite

Se analiza la composición del lubricante para determinar la presencia de un fallo en desarrollo. Por ejemplo, el aumento de los niveles de hierro, cobre o plomo en el aceite puede ser un signo de desgaste. Históricamente, el aceite se analizaba mediante muestras tomadas periódicamente, pero los sistemas más modernos permiten un control continuo a través de sensores instalados en el vehículo.

Análisis térmico

Los sensores de temperatura, como los termopares o las cámaras de infrarrojos, se utilizan para analizar el calor procedente de una máquina, lo que puede servir para detectar la presencia de un fallo en desarrollo.

Análisis acústico

Análisis de emisiones acústicas consiste en medir las ondas elásticas transitorias que emanan de un activo. Esto permite a los equipos de mantenimiento detectar la presencia y localización precisa de fallos como grietas, fugas y rotura de fibras en un equipo.

Guía comparativa de Condition Monitoring

Para obtener más información sobre los diferentes tipos de monitorización de estado, incluidas las áreas en las que cada método es más fuerte (y más débil), descargue la siguiente guía comparativa.

¿Cuáles son las ventajas de la monitorización de estado?

En pocas palabras, el control de estado utiliza una serie de señales para predecir tres cosas. En primer lugar, si un activo se romperá. En segundo lugar, cómo se romperá, y en tercer lugar, el tiempo de que dispone para reparar o sustituir el activo antes de que falle funcionalmente. Con esta información, puede programar el mantenimiento en un momento adecuado para la producción.

Evite tiempos de inactividad imprevistos

La capacidad de planificar el tiempo de inactividad en un entorno industrial es enormemente beneficiosa, ya que a menudo se subestima enormemente el coste real del tiempo de inactividad no planificado debido a un activo averiado. Hay una serie de factores de coste que se ignoran habitualmente, como por ejemplo:

• el coste real de un retraso imprevisto en la producción
• la necesidad de pagar horas extraordinarias al personal de mantenimiento para sustituir el bien
• dependiendo de la gravedad y el tipo de rotura de la máquina, otras máquinas pueden resultar dañadas como consecuencia del fallo del activo
• el coste de tener que almacenar un gran número de activos de repuesto en caso de que alguno de ellos se rompa. La monitorización de estado le avisa de cualquier rotura de un activo (a veces con hasta 5 meses de antelación), lo que le permite adquirir existencias de seguridad para los activos defectuosos cuando sea necesario.

Además de evitar los tiempos de inactividad por avería de las máquinas, la supervisión del estado de las mismas contribuye al buen funcionamiento de la planta de muchas otras maneras:

Maximizar el ROI

Mantenimiento predictivo El uso de la monitorización del estado le permite maximizar el rendimiento de la inversión en sus activos mecánicos. Al supervisar el estado real de su máquina, puede inspeccionarla, repararla o sustituirla solo cuando sea necesario, y no antes.

Por el contrario, el mantenimiento preventivo requiere la sustitución de todas las máquinas después de un determinado periodo de tiempo (o número de horas de funcionamiento), independientemente de si han empezado a mostrar signos de avería. Si mantiene las máquinas en funcionamiento hasta que sea necesario cambiarlas o sustituirlas, podrá sacarles más partido, mejorando el TCO (coste total de propiedad) y maximizando el ROI (retorno de la inversión) inicial.

Los ingenieros de mantenimiento pueden actuar con más eficacia

En caso de rotura, los técnicos de mantenimiento pueden actuar con mayor rapidez gracias a la monitorización de estado. Los distintos patrones de señales del motor son indicativos de distintos fallos en desarrollo en el activo que el motor está accionando, por lo que la monitorización de estado ayudará al ingeniero de mantenimiento a centrarse en el fallo correcto y no perder tiempo comprobando partes del activo que no están averiadas. En última instancia, esto hace que el ingeniero de mantenimiento sea más rápido y eficaz en su trabajo.

Salvaguardar la seguridad de los empleados

Al poder determinar cuándo se va a romper un activo, el personal de mantenimiento puede garantizar prácticas de trabajo más seguras. Dependiendo de la naturaleza del activo, una avería podría ser bastante destructiva y suponer una amenaza para la seguridad de los empleados que trabajan cerca del activo. Mediante la monitorización de estado, el personal de mantenimiento puede planificar el mantenimiento antes de que la rotura de un motor suponga una amenaza potencial para la seguridad.

Mejorar la eficiencia del motor con ESA

SAM4 de Samotics utiliza el análisis de la firma eléctrica, lo que significa que también puede detectar cuándo un motor está empezando a funcionar con menos eficiencia. Como resultado, puede centrar sus mejoras de eficiencia en motores específicos.

Prepare su planta para el futuro

Estadísticamente, es probable que el 20-40% de su personal de mantenimiento se jubile en los próximos 5 años. Esto significa que su capacidad de reacción ante futuras paradas imprevistas podría verse afectada. SAM4 ayuda a su equipo de mantenimiento a evitar paradas imprevistas y a maximizar la productividad de la planta en el futuro.

La monitorización de estado es una parte importante de cualquier estrategia de mantenimiento industrial, y tiene una amplia gama de usos en diferentes entornos, entre ellos:

• Petróleo y gas
• Transporte
• Alimentación y bebidas
• Sanidad
• Comunidades locales
• Agua y aguas residuales
• Aeropuertos
• Pasta y papel
• Producción química
• Generación de energía

Entre los activos específicos para los que se utiliza la monitorización del estado se incluyen:

• Motores de inducción de CA
• Bombas
• Compresores
• Transportadores
• Sopladores y ventiladores

Vea en el siguiente vídeo 3 ejemplos de cómo se utiliza la monitorización de estado en la industria siderúrgica.

Guía de selección: ¿qué solución es la adecuada para su planta?

La mejor forma de conocer una solución concreta es reservar una demostración con el proveedor. A continuación encontrará una lista de preguntas y temas que debe tratar con el proveedor durante la demostración para ayudarle a identificar si el software de monitorización de condiciones en cuestión es adecuado para usted.

Parte A: ¿Cómo funciona este sistema?

Los sistemas pueden diferir en varios aspectos en función del caso de uso. Plantee al proveedor las siguientes preguntas para hacerse una mejor idea de si esta solución es la adecuada para usted.

¿Qué tipo de datos recoge este sistema?

El Condition Monitoring implica el análisis de las métricas de los activos. Pero el tipo de métrica medida puede variar de un proveedor a otro.

Antes de la demostración, piense en hacer una lista de los tipos de datos métricos de activos que podría generar su planta. Esto le dará una idea de si este sistema funcionará en su planta. Los tipos de datos que se suelen utilizar son: corriente, tensión, patrones de vibración, aceleración del motor y datos térmicos.

¿Cómo recogerá este sistema esos datos?

Los distintos sistemas recopilan datos de maneras diferentes. Por ejemplo, ESA permite instalar sensores en el armario de control del motor, mientras que los sensores térmicos manuales requieren que el profesional de mantenimiento inspeccione físicamente la máquina (lo que puede no ser una opción si el activo se encuentra en una zona ATEX).

Piense en la forma en que su planta podría recopilar datos y coméntelo con el proveedor.

¿Se trata de una solución en línea o fuera de línea?

No todas las soluciones de monitorización de estado son en línea. Algunos sistemas son puramente locales y la información de mantenimiento no sale de las instalaciones.

Aunque las soluciones in situ pueden ser a veces la única opción (piense en los barcos, donde la conectividad de red es limitada), los sistemas en línea son beneficiosos en la mayoría de los demás aspectos. Por ejemplo, si tiene una empresa con plantas en varias ubicaciones, un equipo de mantenimiento central puede supervisar el estado de cualquier motor desde cualquier lugar. Hable con el asesor de ventas sobre si el sistema offline u online se adapta mejor a su caso.

Parte B: ¿Cuál es la eficacia de este sistema?

Una vez que haya establecido si este sistema de monitorización de estado funcionará para su planta, es hora de averiguar la eficacia del sistema. Si formula las siguientes preguntas al asesor de ventas, podrá hacerse una idea de la eficacia del sistema.

¿Cuál es el índice de detección de fallos?

Si la solución pasa por alto fallos de forma rutinaria, el ROI de su proyecto se resentirá. Cualquier detección superior a 90% se considera alta.

¿Cómo identifica el sistema una avería?

La forma en que el sistema identificará realmente un fallo es una cuestión importante. La monitorización de estado tradicional requiere un análisis manual de los datos para determinar si se está produciendo un fallo. Pero los sistemas más modernos (como SAM4) utilizan IA y ciencia de datos para automatizar el análisis y determinar automáticamente si hay un fallo en desarrollo.

¿Cuántos detalles puede dar el sistema sobre el tipo de fallo en desarrollo?

Los sistemas avanzados no sólo pueden identificar una avería en desarrollo, sino también el tipo concreto de avería y su gravedad. Pregunta al asesor de ventas si este sistema también dispone de esta funcionalidad.

Si se detecta una avería, ¿cómo alertará el sistema al equipo de mantenimiento?

Puede ser completamente manual, completamente automatizado o una combinación de ambos. A menudo, una mezcla de ambos puede ser beneficiosa, ya que un par de ojos humanos pueden volver a comprobar que la avería es realmente una avería antes de alertar al equipo de mantenimiento y programar el mantenimiento.

Parte C: Instalación

La instalación es la primera interacción real con la herramienta. Un periodo de instalación doloroso o prolongado puede acabar con el entusiasmo de su equipo por una nueva herramienta o una nueva forma de trabajar, mientras que un periodo de instalación rápido y sencillo puede ayudar a crear apoyo para su herramienta.

¿Es fácil de instalar?

Puede parecer una pregunta subjetiva, pero los distintos sistemas de monitorización de estado pueden diferir significativamente en lo que respecta a la facilidad de instalación.

¿Se ofrece asistencia para la instalación?

Dependiendo de la complejidad de la instalación, es posible que necesite asistencia. La asistencia puede consistir en asesoramiento in situ, asistencia telefónica o documentación y materiales de asistencia en línea.

Samotics también ofrece servicios de instalación y asistencia técnica en caso necesario. Sin embargo, la mayoría de nuestros clientes son capaces de instalar SAM4 sin ningún problema.

Tiempo de entrenamiento de la IA

Los sistemas de control de estado más modernos incluirán un elemento de inteligencia artificial, que normalmente descargará al ingeniero de mantenimiento de parte de la carga del análisis de datos, permitiéndole centrarse en las conclusiones y las acciones.

Sin embargo, el sistema de IA suele requerir primero un periodo de aprendizaje para que pueda aprender cómo se comporta el motor y los diferentes puntos de funcionamiento en los que suele funcionar. Una vez que el sistema ha captado esta información, puede determinar los cambios en las futuras métricas de rendimiento que son indicativos de un fallo en desarrollo.

El mencionado tiempo de formación de la IA variará en función del sistema; sin embargo, es importante pedir una indicación de cuánto durará normalmente este periodo de aprendizaje. SAM4 suele requerir solo entre 2 y 6 semanas antes de que el sistema de IA haya aprendido lo necesario para supervisar eficazmente su sistema.

Parte D: Facilidad de uso continuada

¿Tiene este sistema una interfaz fácil de usar?

La única forma de hacerse una idea es preguntar durante la demostración. Puedes preguntar si puedes explorar la interfaz por tu cuenta durante unos minutos. Sin pedir ayuda al vendedor, mira a ver si encuentras algo:

• Estado actual del motor
• Historial de fallos
• ¿Existe algún modo de comparar activos (posiblemente útil para comparar la eficiencia energética de los motores)?
• ¿Existe un recorrido por el panel de control? (Para los usuarios no expertos en tecnología, una visita guiada por el panel de control puede ser muy útil para mostrar las funciones básicas).
• ¿Se integra la interfaz de usuario con su sistema de GMAO actual?

SAM4 tiene un panel de control intuitivo que le ayuda a visualizar los datos de rendimiento de forma útil y a tomar medidas más rápidamente. Al hacer que nuestro panel de control sea lo más intuitivo posible, se necesita muy poca formación para utilizar SAM4, lo que significa que puede empezar a supervisar sus activos lo antes posible.

Facilidad de mantenimiento continuo del sistema

Dependiendo de la composición de su sistema, el mantenimiento continuo puede resultar caro.

Como ya se ha mencionado, si sus sensores están instalados en lugares de difícil acceso, el mantenimiento continuo de los sensores puede ser más costoso y llevar más tiempo. Además, si sus sensores están instalados en activos que a su vez están situados en entornos peligrosos, es probable que se dañen y se rompan con más frecuencia, lo que a su vez aumenta los costes del mantenimiento continuo.

La monitorización de estado es una herramienta valiosa para cualquier organización industrial. Para obtener más información sobre cómo puede beneficiar específicamente a su organización, inscríbase en un SAM4 demo hoy.