¿Cuáles son las técnicas de mantenimiento predictivo?

Inspecciones por ultrasonidos

La inspección por ultrasonidos es la técnica de detección más sensible, pues relaciona los sonidos emitidos por determinados equipos y componentes con el estado en que se encuentran. Las ventajas del análisis por ultrasonido acústico incluyen:

Las ondas son direccionales.
El ultrasonido no penetra objetos sólidos.
No se confunde con ruidos sónicos o subsónicos.
Es la técnica que primero detecta un defecto.
El nivel de formación que se requiere es bajo.
La inversión en equipos es pequeña.

Es muy útil para detectar fallos relacionados con fricciones, turbulencias, o ionización por efecto corona, arco eléctrico y tracking. Los ultrasonidos se detectan a través del aire o de elementos estructurales, y pueden indicar fugas de aire comprimido, gases o vacío; fugas internas en válvulas conectadas a tuberías herméticas; deficiencias eléctricas. Mediante la técnica del Pulse-Echo, es posible detectar espesores, lo que permite verificar soldaduras, detectar corrosión, etc.

Análisis de vibraciones

Es la técnica más popular y se basa en la detección de fallos a través del estudio de la vibración que puede presentar una máquina o equipo. Se puede llevar a cabo mediante:

Medición de la amplitud de la vibración: gracias al vibrómetro, se obtiene un valor global del desplazamiento o velocidad de la vibración. Cuando sobrepasa un valor preestablecido, la máquina debe ser revisada.
Análisis del espectro de vibración: es la mejor herramienta disponible para el análisis de maquinaria a partir de las vibraciones. Analiza las señales en el domino de la frecuencia mediante una gráfica de amplitud frente a frecuencia, que se conoce como espectro. El análisis espectral permite obtener las tres unidades de amplitud en todo el rango de frecuencias, y la curva de velocidad es la más uniforme. Los datos se obtienen mediante los transductores, que transforman la vibración mecánica en una señal analógica para ser procesada, medida y analizada.

Los parámetros más relevantes que determinan las vibraciones son la frecuencia, la amplitud, la dirección y la fase. Las máquinas casi siempre presentan una vibración compuesta, que es la suma de varias vibraciones simples asociadas a sus componentes internos en movimiento. Pueden ser:

Aleatorias: no cumplen con patrones concretos y, por tanto, resulta prácticamente imposible detectar dónde comienza un ciclo y dónde termina.
Golpeteos intermitentes: habituales en engranajes, ventiladores y rodamientos, están asociados a golpes continuos que crean una señal repetitiva.

Gracias a las vibraciones, se pueden detectar fallos como: desequilibrio en un único plano, desequilibrio en dos planos, rotor en voladizo, eje deformado, excentricidad en una polea, desalineación paralela, poleas desalineadas, holguras estructurales, desalineación de elementos rotativos, desalineación angular, etc.

Análisis de aceite

La humedad en el aceite debe ser inferior al 0,5%, y el contenido de insolubles, menor del 3%. Gracias al análisis del estado del aceite, podemos diagnosticar:

El desgaste interno del equipo a través de las partículas sólidas presentes en el aceite.
El estado del lubricante, comprobando la degradación del aceite y su pérdida de capacidad.
La contaminación del aceite, mediante el análisis de partículas metálicas, insolubles y cantidad de agua.

Entre los tipos de desgaste asociados a la degradación del aceite, encontramos:

Abrasivo: partículas duras en contacto con componentes metálicos internos. Requiere instalar filtro.
Adhesivo: se desprenden partículas como consecuencia del contacto entre dos superficies metálicas. Indica que la lubricación es deficiente o que el aceite está contaminado.
Por cavitación: las burbujas por disminución de la presión bombardean las superficies metálicas. Indica que la presión del aceite no es adecuada.
Corrosivo: reacción química del material de la superficie, en general por oxidación. Hay que eliminar agua, corrientes eléctricas o productos de la combustión.
Por fatiga: se producen fisuras cuando hay esfuerzos cíclicos y se originan desprendimientos de partículas. Hay que inspeccionar los elementos.

Inspecciones por termografía

Todos los materiales con temperatura superior al cero absoluto (-273ºC) emiten energía electromagnética en el campo infrarrojo. A mayor temperatura del cuerpo, mayor radiación en el infrarrojo. Las cámaras termográficas detectan la radiación invisible que emiten los objetos y la transforman en una imagen dentro del espectro visible.

Los factores que intervienen en la radiación son:

Emisividad: es el parámetro más importante del objeto. Es la medición de su capacidad de emitir energía infrarroja, e indica su temperatura, con un valor entre 0 y 1. En el mundo real, no hay radiadores perfectos y los materiales varían cuanto menos perfectos son. Así, en la práctica, se realizan inspecciones de tipo cualitativo: se comparan diferencias de temperaturas en equipos comparables con cargas similares o en el mismo equipo con cargas comparables en varias etapas. La mayoría de materiales no metálicos son radiadores de energía eficientes.

Reflectividad: es la fracción de radiación incidente reflejada por una superficie.
Transmisividad: es la propiedad que tienen los cuerpos para ser atravesados por la radiación electromagnética.

La ley de Kirchhoff dice que un buen reflector (mal absorbedor) es un mal emisor, y un mal reflector (buen absorbedor) es un buen emisor.
Al hacer lecturas con cámara termográfica hay que tener en cuenta el campo visual, la temperatura del sensor, el enfoque, el encuadre y las condiciones ambientales.

Entre sus aplicaciones, se encuentran:
1. Detección de problemas en los componentes de las instalaciones eléctricas de alta o baja tensión y fallos en el sistema.
2. Observación del estado de motores.
3. Monitorización de aislamientos técnicos.
4. Monitorización de procesos y del nivel de tanques, depósitos, etc.
5. Detección de fugas de gas.

Inspecciones boroscópicas

Mediante una sonda o boroscopio podemos ver el interior de las máquinas u otros equipos, las zonas inaccesibles para el ojo humano. Esta técnica de mantenimiento tiene desventajas, como las limitaciones relacionadas con el diseño del equipo a inspeccionar, o que depende de la habilidad de quien se encargue de la inspección, pero es muy útil para la inspección interna de válvulas, especialmente las de regulación y bypass; de turbinas de gas y de vapor; intercambiables de generadores de vapor; rodetes de bombas centrífugas; tuberías; y multiplicadoras en aerogeneradores. También se utiliza para detectar defectos superficiales, deformaciones y desgastes.

Análisis de humos

El análisis de humos sirve para asegurar el funcionamiento correcto del equipo. La planta donde esté instalado debe cumplir la normativa legal sobre medioambiente y salubridad. También asegura el buen funcionamiento de los motores de combustión. La composición de los gases revela: la calidad del combustible, el estado del motor, el ajuste correcto de relación de compresión y de la regulación de la mezcla de admisión.

Técnicas de mantenimiento predictivo

Inspecciones por ultrasonidos, boroscópicas, por termografía, análisis de vibraciones, de aceite y de humos son las seis técnicas de mantenimiento condicional