Sensores de vibración para el condition monitoring

La supervisión del estado de las máquinas durante el funcionamiento proporciona información actualizada sobre el estado y rendimiento. Los datos relacionados con la vibración, la temperatura y otros, pueden ser monitorizados y se pueden establecer tendencias a lo largo del tiempo. Con los sensores de vibración para el condition monitoring como parte de un programa de monitorización del estado, se obtiene la información necesaria para identificar posibles fallos y determinar qué activos necesitan atención y el momento adecuado.

Toda la maquinaria rotativa tiene su propio patrón de vibración y cuando cambia, puede indicar posibles fallos. Una vibración excesiva puede causar un desgaste prematuro de los componentes y acortar la vida útil de los activos. La monitorización de las vibraciones permite identificar los cambios en las vibraciones, lo que permite a los equipos diagnosticar los fallos en una fase temprana y decidir qué medidas adoptar. Tomar medidas antes de que se produzca un fallo hace que las máquinas funcionen mejor y durante más tiempo.

Tecnología de sensores de vibración para el condition monitoring

Los sensores de vibración para el condition monitoring son una de las herramientas que pueden utilizarse para hacer un seguimiento del estado de los activos. Cuando se colocan en la maquinaria, los sensores de vibración pueden medir los cambios en la amplitud, la frecuencia y la intensidad de las fuerzas que dañan los equipos giratorios. Los sensores de vibración para el condition monitoring reducen la necesidad de que los técnicos vayan de activo en activo, realizando mediciones con herramientas manuales. La reducción de las mediciones en ruta y del mantenimiento también puede ahorrar tiempo y aumentar la seguridad de los trabajadores. En las instalaciones actuales es habitual que los activos estén situados en zonas de difícil acceso, por lo que minimizar el número de viajes que los técnicos deben hacer a zonas peligrosas o de difícil acceso les mantiene más seguros.

Con la tecnología y la conectividad disponibles hoy en día, incluido el software basado en la nube, los equipos de mantenimiento pueden llevar a cabo la supervisión del estado de las máquinas desde cualquier lugar con una conexión a Internet. El personal de mantenimiento no tiene que estar junto a una máquina para saber cómo está funcionando. Tener conocimiento en tiempo real del estado de los activos significa poder encontrar y solucionar los problemas antes de que provoquen costosas averías o tiempos de inactividad.  Conocer todo lo que el machine monitoring en la manufactura industrial puede hacer por ti.

Existe una amplia gama de sensores de vibración para el condition monitoring disponibles en el mercado, lo que los convierte en una opción accesible para equipos e instalaciones de cualquier tamaño, tipo y presupuesto. Los dispositivos inalámbricos de monitorización de estado existen desde hace décadas, pero los avances tecnológicos los han hecho más asequibles y accesibles en los últimos años. Por ejemplo, los avances en el software han ampliado las capacidades de los sensores y los datos, y las baterías son ahora más pequeñas, más duraderas y menos caras que antes.

Algunos sensores ni siquiera tienen baterías, sino que se basan en un concepto llamado recolección de energía. Estos sensores se nutren de la energía de su entorno, utilizando la vibración, el calor o la luz de una máquina para alimentarse. Pueden funcionar sin las limitaciones de las baterías, que pueden agotarse y requerir sustitución. Además, sin pilas, los sensores pueden ser más ligeros y compactos lo que los convierte en una buena opción para ciertos tipos de máquinas y entornos, y también proporciona más flexibilidad en cuanto a su ubicación en la maquinaria.

El lugar y la forma de montar un sensor también son importantes ya que es posible que se quiera montar un sensor de forma permanente o no. Algunas alternativas al montaje permanente son los imanes o los adhesivos. Para ser más eficaces, los sensores deben montarse lo más cerca posible de la fuente de vibración. Profundiza en el tema con estos 5 usos de los sensores inteligentes en la fabricación industrial.

Sensores de vibración para el condition monitoring cableados e inalámbricos

Los sensores de vibración para el condition monitoring pueden incluir sensores de vibración tanto cableados como inalámbricos. La criticidad y la accesibilidad de los activos son sólo dos de las variables que hay que tener en cuenta a la hora de decidir los tipos de sensores de vibración. Estos sensores no son una herramienta única, y las necesidades de cada activo deben considerarse caso por caso. También hay que tener en cuenta que no se necesita un sensor en cada activo, especialmente si se está empezando un programa de monitorización de vibraciones.

Los sensores de vibración con cable pueden medir y transmitir datos de vibración constantes, mientras que los sensores de vibración inalámbricos lo hacen a intervalos regulares. Este intervalo puede variar en función de los atributos del sensor y de la criticidad y necesidades del activo, pero puede ser tan frecuente como una vez por minuto.

Los sensores de vibración para el condition monitoring con cable son más caros que los inalámbricos, en parte porque el proceso de instalación de los sensores con cable requiere más materiales y planificación. Hay que tender conductos y cables, lo que supone más costos de mano de obra y materiales. Sin embargo, para algunos activos y entornos, el costo de los sensores con cable se justifica fácilmente. Los sensores con cable pueden recoger datos más amplios y detallados que sus homólogos inalámbricos. Algunos activos requieren la imagen más completa de las vibraciones que puede proporcionar un sensor con cable donde los datos pueden transmitirse sin tener en cuenta la duración de la batería del sensor o el ancho de banda.

Los sensores de vibración para el condition monitoring inalámbricos son más sencillos y baratos de instalar que los sensores con cable, y son ideales para su uso a escala. También son ideales para entornos en los que no es posible instalar sensores con cable. Su velocidad de transferencia de datos puede depender de la conectividad, la ubicación y otros factores. Los sensores de vibración inalámbricos tienen sentido cuando un activo se puede supervisar suficientemente con instantáneas de datos, lo que limita la batería y el ancho de banda utilizado. Suelen ser los más adecuados para máquinas sencillas como bombas, ventiladores, compresores y sopladores. Los sensores inalámbricos también tienen sentido para lugares de difícil acceso, y son beneficiosos cuando se tienen recursos laborales limitados. Puedes saber más sobre la red de sensores inalámbricos: 3 aplicaciones para sacarles el máximo provecho.

Datos y análisis de las vibraciones

El análisis de vibraciones es el proceso de utilizar los datos de vibración de una máquina para identificar fallos. Cuando se detecta cualquier cambio significativo en las vibraciones, el análisis de vibraciones determina la naturaleza del problema y la causa del cambio. Identificar y leer los patrones de vibración puede requerir una formación y experiencia considerables. Los equipos que no cuentan con el personal o el presupuesto necesario para tener a alguien formado en el análisis de vibraciones a tiempo completo pueden recurrir a consultores para que realicen los análisis en función de las necesidades.

También existen numerosas opciones de software de análisis que pueden combinarse con sensores para ofrecer respuestas y conocimientos. Una combinación de sensores, software y expertos en vibraciones, tanto internos como externos, puede garantizar que se obtenga el máximo provecho de la configuración de la monitorización de las vibraciones y de sus activos.

La recopilación intensiva y detallada de datos sobre vibraciones puede requerir mucha energía. Por ejemplo, no todos los sensores de vibración disponibles pueden realizar una FFT (Transformada rápida de Fourier). Para algunos activos, los datos espectrales de alta frecuencia son importantes. El tipo de datos que requiere un activo para ser supervisado eficazmente determina el tamaño y las necesidades energéticas del sensor que debe tener. Algunos activos pueden estar suficientemente cubiertos por sensores sin batería que recuperan energía. Estos tipos de sensores de vibración están orientados principalmente a realizar revisiones para determinar si un activo está funcionando normalmente o no. Pero en algunos casos, una instantánea general de las vibraciones no es suficiente información. Los sensores más grandes y robustos pueden tomar datos espectrales completos hasta varias veces al día.

Los datos de vibración, una vez recogidos, también pueden ser objeto de tendencias a lo largo del tiempo. Esto proporciona información sobre las operaciones y permite optimizar las decisiones y acciones de mantenimiento. Sin embargo, se debe recordar que tener más datos no los convierte automáticamente en mejores. Los datos para los que no se tiene un plan se convierten en ruido y se ignoran. Por eso, se debe seleccionar los sensores de vibración para el condition monitoring en función de lo que se necesita para los activos, en lugar de suponer que la recogida de datos detallados sobre vibraciones de cada activo es la vía más eficaz. Si el equipo se atasca con los datos, éstos son una molestia y no un beneficio y si el equipo aprende a ignorar los datos, ningún programa será eficaz.

Los datos sobre vibraciones recopilados deben permitir responder a unas cuantas preguntas clave:

• ¿Existe un fallo?
• ¿Cuál es el fallo?
• ¿Cuál es la gravedad del fallo?
• ¿Cómo y cuándo se debe solucionar?

En última instancia, la monitorización de las vibraciones debería proporcionar la información necesaria para planificar las acciones de mantenimiento. Desde la dotación de personal hasta el inventario y el momento de las reparaciones, los datos sobre vibraciones pueden ayudar a planificar a fondo por adelantado en lugar de reaccionar ante los fallos.

Los sensores de vibración para el condition monitoring pueden mejorar los programas de mantenimiento y fiabilidad detectando los problemas que provocan problemas de seguridad, desgaste prematuro o reducción de la vida útil de los activos. Mediante la observación de los datos recopilados por los sensores a lo largo del tiempo, se puede obtener información sobre el estado de los activos y adaptar las acciones de mantenimiento para maximizar el tiempo de funcionamiento de los activos y evitar las paradas no planificadas. La monitorización de las vibraciones puede combinarse con otras herramientas y métodos como parte de un programa completo de monitorización del estado.

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