Explicación de la detección de atascos de la bomba SAM4

Descubra cómo SAM4 ayuda a las empresas de agua y aguas residuales a detectar bloqueos de bombas de forma remota con análisis avanzados. Evite episodios de contaminación, reduzca los costes de mantenimiento y optimice la eficiencia operativa con la detección automática de bloqueos.

Mejor detección de atascos de bombas para las empresas de aguas residuales

Resolver y prevenir los atascos de las bombas de aguas residuales es un reto operativo importante para las empresas de aguas residuales. Actualmente, se necesitan miles de visitas in situ para inspeccionar preventivamente y desbloquear reactivamente estas bombas cada año. Nuestro cliente expresó la necesidad de una solución para supervisar de forma fiable y remota los bloqueos de las bombas con el fin de transformar sus estrategias de mantenimiento. Dado que SAM4 Health ya supervisaba sus bombas, desarrollamos una función de detección automática de bloqueos que realiza un seguimiento remoto de los eventos de bloqueo.

Desde su lanzamiento, la función de detección de bloqueos de SAM4 ha identificado cientos de bloqueos de bombas, lo que ha permitido a nuestros clientes modificar sus estrategias operativas en función de los datos. Junto con el uso de nuestros clientes, desarrollamos continuamente nuestra función de detección de bloqueos para adaptarla a sus necesidades cambiantes. En esta página, explicamos cómo funciona la función de detección de bloqueos de SAM4 y mostramos un ejemplo real de septiembre de 2022.

Cómo funciona la detección de bloqueos de SAM4

SAM4 Health forma parte de nuestra plataforma de análisis industrial SAM4, impulsada por análisis de la firma eléctrica (ESA). La ESA, desarrollada en los años 80, es un conjunto de herramientas utilizadas para supervisar a distancia el estado de los equipos críticos. SAM4 traslada la ESA al siglo XXI utilizando IA y sensores inalámbricos que captan datos de alta frecuencia de los armarios de control de motores. Estos datos proporcionan alertas tempranas de la degradación de la salud de los activos, como el inicio de un evento de bloqueo. (Más información sobre el funcionamiento de la ESA en nuestro Explicación de la ESA.)

Aprendizaje automático en SAM4 para detectar bloqueos de bombas

SAM4 Health utiliza el aprendizaje automático para detectar atascos en las bombas analizando cambios sutiles en las señales eléctricas (corriente y tensión). Los modelos de IA de SAM4 identifican las primeras fases de la obstrucción e incluso pueden determinar con precisión qué componente se está degradando. Tanto los fallos eléctricos como los mecánicos afectan a estas señales, y cada uno produce una "firma" única. La IA de SAM4 está entrenada para reconocer estos patrones distintos, lo que permite una detección precisa y oportuna de las obstrucciones.

Además, el modelo de detección de atascos de SAM4 Health analiza múltiples características simultáneamente para determinar no sólo cuándo se está produciendo un atasco, sino también dónde. Gracias a la supervisión en tiempo real, SAM4 proporciona alertas a los clientes, lo que les permite intervenir con prontitud y evitar problemas operativos más graves.

Inmersión técnica: el modelo de detección de atascos de SAM4

Los datos captados por los sensores de corriente y tensión de SAM4 se someten a una fase de extracción de características. Para ello, el procesamiento básico de señales calcula métricas clave relacionadas con el estado mecánico y eléctrico tanto de la bomba como de su motor. Por ejemplo, una característica puede aislar componentes de datos en torno a la frecuencia de alimentación, mientras que otra se centra en frecuencias relacionadas con la velocidad de giro del motor. Cada uno de los modelos de detección de fallos de SAM4 Health utiliza una o varias de estas características, dependiendo del fallo que esté diseñado para detectar. En estos modelos de detección es donde tiene lugar el aprendizaje automático (o "inteligencia artificial"), que permite una identificación precisa y eficaz de los problemas.

Cuando una bomba nueva se conecta por primera vez a SAM4 Health, el sistema empieza por recopilar datos iniciales para entrenar los modelos de detección de SAM4 sobre el comportamiento normal de funcionamiento de esa bomba en concreto. En el caso del modelo de detección de bloqueos, este entrenamiento ayuda a definir las características clave del funcionamiento de la bomba cuando no hay bloqueos. Una vez que el modelo está completamente entrenado, cualquier desviación de estos patrones esperados hará que SAM4 genere una alerta automática de bloqueo, lo que permitirá una detección e intervención tempranas.

Dado que el modelo de detección de bloqueos de bombas SAM4 analiza múltiples características simultáneamente, puede detectar con precisión un bloqueo en desarrollo en su ubicación exacta.

Por ejemplo, un aumento del ruido en torno a la frecuencia de alimentación de la bomba combinado con un descenso de la carga indica un bloqueo entre el impulsor y el motor. Mientras que los cambios en otros indicadores sugieren un bloqueo en la voluta. El avanzado modelo de bloqueos de SAM4 procesa todos los datos entrantes para determinar no sólo cuándo se producen los bloqueos, sino también su ubicación precisa, lo que garantiza un mantenimiento eficaz y específico.

Una vez que el modelo de IA detecta un bloqueo en desarrollo, SAM4 examina el estado de toda la estación de bombeo para determinar cuándo y con qué gravedad debe informar al cliente. Por ejemplo, si una de las tres bombas está bloqueada y las otras dos funcionan con normalidad, SAM4 emitirá una notificación de baja prioridad. Sin embargo, si otra bomba empieza a mostrar signos de problemas, SAM4 enviará una alerta de prioridad alta. Este proceso automatizado agiliza la priorización de las notificaciones, lo que permite a los clientes planificar la respuesta de mantenimiento más eficiente y eficaz.

Tenga en cuenta que los bloqueos son sólo uno de los muchos problemas con los que puede encontrarse la segunda bomba: todos los demás modelos de detección de SAM4 Health también funcionan continuamente, rastreando simultáneamente otros fallos eléctricos y mecánicos como desequilibrios de tensión, daños en el impulsor y desalineación. La detección de estos problemas en una fase temprana no sólo reduce el coste total de mantenimiento y el impacto medioambiental, sino que también prolonga la vida útil de la máquina y aumenta su eficacia a largo plazo.

Función de atasco en acción: alerta temprana en caso de que se produzca un atasco en dos bombas

En una estación de bombeo de aguas residuales, dos bombas situadas en el mismo lugar funcionan alternativamente para satisfacer la demanda y proporcionar redundancia al sistema. Una noche, una de las bombas (Bomba 2) mostró características de bloqueo. Así lo indicaban las puntuaciones de bloqueo continuamente altas desde el inicio del incidente, como puede verse en la figura 3.

Con otra bomba en funcionamiento en la estación, esto no desencadenó una respuesta de emergencia. La situación se supervisó durante 48 horas para determinar si la obstrucción desaparecía por sí sola o era necesaria una intervención. Al no observarse ninguna mejora al final de este periodo de seguimiento, se generó una alerta naranja y se envió al cliente indicando un incidente de bloqueo en el surtidor. En la alerta se indicaba que no era necesario actuar en el mismo día y que la situación podría resolverse la semana siguiente sin interrumpir el funcionamiento de la estación de bombeo.

Aproximadamente una semana después, los datos revelaron signos de obstrucción en la otra bomba de la estación (Bomba 1). Con ambas bombas bloqueadas, fue necesaria una respuesta de emergencia debido al aumento del riesgo de un posible episodio de contaminación. En consecuencia, se envió una notificación de alerta roja al cliente, indicando la urgencia de la situación.

Un equipo de mantenimiento se desplazó rápidamente al lugar y retiró ambas bombas de la estación de bombeo. Confirmaron que ambas bombas estaban parcialmente bloqueadas, validando las detecciones de atascos realizadas por la función automática de atascos de SAM4 Health. Una vez eliminados los atascos y reinstaladas las bombas, las puntuaciones de atascos y otras métricas operativas volvieron a niveles saludables, como muestra la figura 4.

La función de detección automática de atascos de SAM4 localizó con éxito los problemas que se estaban produciendo. Proporcionó una visión continua de la gravedad de la situación y alertó de cuándo era necesario actuar. Esto permitió al cliente optimizar la planificación del mantenimiento y evitar que se produjera un posible caso de contaminación.