Monitorização do estado das máquinas e equipamentos para transformar os dados em acções de melhoria

Um programa de manutenção eficaz pode aumentar o tempo de atividade, diminuir os custos de manutenção, reduzir o tempo de inatividade não planeado e prolongar a vida útil dos activos. Tudo isto cria um grande valor para que a empresa se mantenha competitiva no ambiente atual. Eis como o monitorização do estado das máquinas pode ajudar a alcançar estes objectivos.

Os dados por si só não são suficientes, pelo que a concentração na obtenção dos dados certos e na sua utilização eficaz maximiza a disponibilidade e o desempenho dos activos e minimiza as potenciais falhas e o seu impacto. A análise é tão importante como os próprios dados. Compreender o que os dados dizem e como agir com base neles é a forma como as equipas de manutenção podem encontrar e resolver problemas antes de ocorrerem avarias, resultando em operações mais seguras, eficientes e produtivas.

A monitorização do estado das máquinas fornece informações sobre o seu estado e desempenho. Os dados de vibração, temperatura e potência são algumas das características que podem ser monitorizadas e avaliadas. Ao longo do tempo, a monitorização do estado também facilita a deteção de tendências e o planeamento de respostas. A gestão de recursos, incluindo mão de obra, é mais fácil quando não se está apenas a reagir. Factores como o historial e a criticidade de uma máquina podem ajudar a planear e a dar prioridade às acções de manutenção.

A manutenção das máquinas com base no seu estado real, em vez de basear as acções de manutenção num calendário, reduz a quantidade de trabalho que é feito, quer seja necessário ou não. Isto poupa tempo, dinheiro e peças, e reduz os casos em que podem ocorrer erros. As monitorização do estado das máquinas avalia o seu estado em tempo real e a probabilidade de avaria, utilizando depois estes dados para tomar decisões de manutenção.

A monitorização do estado das máquinas permite-lhe ver o estado dos seus activos.

Os dados de estado da máquina podem ser monitorizados e transmitidos por sensores integrados na máquina. Quando estes dispositivos com acesso à Internet, como sensores de vibração ou monitores de potência, estão ligados ao software, os dados de medição podem ser agregados e organizados em qualquer altura. Isto ajuda as equipas a identificar e a resolver potenciais problemas. Com os dados enviados automaticamente para a nuvem, as equipas podem aceder aos mesmos a partir de qualquer lugar: por exemplo, os técnicos podem utilizar um dispositivo inteligente para aceder aos dados remotamente. Além disso, a recolha de dados ao longo do tempo facilita a deteção de anomalias e a deteção precoce da degradação da máquina.

O monitorização do estado das máquinas refere-se à análise contínua dos activos. Com uma combinação de sensores e software, as equipas de manutenção podem ser alertadas para quaisquer alterações ou anomalias nas condições de funcionamento dos activos. À medida que as falhas dos activos são aprendidas ao longo do tempo, o programa de manutenção pode ser optimizado para ser o mais eficiente possível. Se for bem efectuada, a manutenção pode dar à organização uma vantagem competitiva.

Formas de detetar falhas com a monitorização do estado das máquinas

Existem cinco tecnologias de previsão para o controlo do estado das máquinas que são chave para obter informações sobre os activos. Por ordem de antecedência com que detectam as falhas, são os seguintes:

• Análise do óleo
• Ultrassom
• Vibração
• Termografia
• Ensaio do motor

Cada método pode detetar potenciais falhas num momento diferente. Algumas destas tecnologias de previsão podem identificar potenciais falhas com mais de um ano de antecedência. Por exemplo, a monitorização de vibrações, da qual destacamos 3 casos de utilização da análise de vibrações para detetar problemas nas máquinas 12 a 18 meses antes da falha. Reagir com urgência a qualquer problema potencial não é a resposta mais vantajosa.

Ferramentas mais sensíveis e inspecções mais frequentes significam que as falhas são identificadas mais cedo, o que pode ser importante para certas máquinas ou situações. Os indicadores posteriores podem não detetar as falhas suficientemente cedo para evitar a ocorrência de alguns danos. No entanto, o objetivo geral é detetar as falhas no momento em que podem ser tomadas medidas, antes da ocorrência de uma falha ou de um tempo de inatividade não planeado, de modo a que seja possível definir prioridades e planear o momento ideal para a ação. A realização de acções de manutenção para prevenir as falhas antes de estas ocorrerem é um sinal de uma operação de manutenção madura.

A realidade é que os activos se comportam de forma diferente, falham de forma diferente e têm vários níveis de criticidade. Não existe uma ferramenta única que seja a melhor ferramenta para todas as máquinas e todas as situações, pelo que é necessário ter em conta os activos específicos e os diferentes modos de falha de cada um. Tendo em conta os modos de falha esperados de uma máquina, as técnicas de inspeção e deteção devem ser adaptadas à urgência com que essa máquina necessita de atenção.

• Análise do óleo

  Análise do óleo é uma forma de controlo do estado das máquinas que é utilizado para detetar desgaste e sobrecarga em componentes arrefecidos a óleo de equipamento rotativo, como caixas de velocidades e compressores. A análise do óleo pode identificar falhas de lubrificação, sobreaquecimento, desgaste de componentes e partículas de desgaste. Tudo isto indica um possível desgaste ou falha de rolamentos, engrenagens ou cilindros e existem diferentes métodos de análise de óleo que podem ser utilizados, dependendo do estado do ativo. 

• Ultrassom

  Quando se pensa em tecnologias de monitorização do estado das máquinas, as principais opções que vêm à mente são o exame de ultrassom que pode ser utilizado em componentes de máquinas e em sistemas e condutas. Utiliza ondas de alta frequência inaudíveis para os seres humanos para monitorizar e detetar:

  • Problemas de fugas de ar, refrigerante, gás ou amoníaco
  • Problemas no atuador da válvula
  • Problemas de purgadores de vapor
  • Riscos eléctricos
  • Problemas de rolamentos

  Uma lubrificação insuficiente ou excessiva pode destruir rolamentos e causar paragens de produção. A quantidade correcta de lubrificação não fará desaparecer o atrito, mas manterá o atrito em níveis aceitáveis. Outras causas de falha dos rolamentos podem ser a contaminação ou a utilização da massa lubrificante incorrecta. A tecnologia ultra-sónica pode detetar precocemente sinais destes defeitos.

• Análise de vibrações

  Análise de sinais de vibração é a tecnologia predominante na monitorização do estado das máquinas porque pode identificar eficazmente falhas como o desequilíbrio, o desalinhamento, a folga e o desgaste dos rolamentos, e pode acompanhar a gravidade destas quatro falhas comuns ao longo do tempo. A vibração excessiva para além do normal numa máquina pode causar danos irreversíveis na maquinaria e nos seus componentes e pode mesmo levar a uma falha que interrompa a produção ou o encerramento das instalações. Os padrões de vibração também podem ser utilizados para identificar falhas eléctricas e problemas de processo com o fluxo ou a pressão. A monitorização de vibrações é normalmente utilizada em máquinas rotativas, tais como motores, bombas, ventiladores, compressores e sopradores.

• Termografia

  Os problemas de desalinhamento dos veios, da caixa de velocidades e das correias podem ser detectados por termografia. A termografia é o melhor método de monitorização do estado das máquinas para detetar problemas eléctricos ou problemas mecânicos graves que causam o sobreaquecimento dos sistemas. No entanto, quando a temperatura de uma máquina sobe o suficiente para ser detectada pela termografia, é possível que já tenham ocorrido danos. Também pode ser utilizada para detetar temperaturas anormalmente baixas e, tal como acontece com a vibração, pode envolver o estudo de padrões.

• Ensaio do motor para monitorização do estado das máquinas

  Os testes de motas podem ser efectuados em máquinas enquanto estas estão energizadas ou desenergizadas. Estes testes podem ser eficazes para o diagnóstico de avarias quando uma máquina chega a esse ponto. Os ensaios energizados incluem ensaios de isolamento, corrente do motor, análise do espetro do circuito do motor, fator de potência e distorção harmónica. Os testes não energizados incluem testes de sobretensão, testes de alta potência, megger e análise do circuito do motor. A título de exemplo, eis alguns exemplos 5 soluções tecnológicas para o teste de diagnóstico de motores eléctricos industriais.

Os avanços tecnológicos tornaram possível monitorizar o estado das máquinas.

As tecnologias actuais oferecem capacidades sofisticadas que tornam a monitorização de condições acessível e eficaz, incluindo:

• Conectividade móvel
• Transferência de dados na nuvem
• Integração de software

Os dispositivos da Internet das Coisas Industrial (IIoT) estão entre os desenvolvimentos que tornaram a monitorização do estado das máquinas não só é possível, como também acessível a organizações de todas as dimensões e tipos. Quando algo muda no estado de uma máquina, estas ferramentas trabalham em conjunto para desencadear uma notificação de alerta, permitindo que as equipas de manutenção actuem antes de os activos potencialmente falharem.

A digitalização ajudou as equipas de manutenção a passar das pranchetas e folhas de cálculo para ferramentas de software avançadas, como os sistemas informatizados de gestão da manutenção (CMMS). As ferramentas com acesso à Web podem ser integradas entre si para acrescentar mais valor às capacidades de cada ferramenta e ajudar as equipas a fazer mais. Por exemplo, com um CMMS, pode ser gerada automaticamente uma ordem de trabalho quando um sensor detecta que o estado de uma máquina ultrapassou um determinado limiar. A centralização do acesso aos dados e a possibilidade de analisar dados complexos transformaram as capacidades do equipamento. Saiba mais sobre as vantagens dos sistemas de gestão da manutenção e como o software CMMS pode ajudar a gestão da manutenção industrial.

Os avanços tecnológicos também tornaram possíveis mais métodos de deteção de falhas e de resolução de problemas do que no passado. Algumas das soluções podem agora até ser automatizadas. Por exemplo, a norma ISO29821-1 especifica quando os rolamentos precisam de ser lubrificados com base em leituras de decibéis acima das suas linhas de base estabelecidas. Com a tecnologia ultra-sónica e os sensores que enviam dados em tempo real para um software como o CMMS, as equipas podem ver actualizações em tempo real destes limites e os lubrificadores automáticos podem adicionar massa lubrificante à distância. Descubra o benefícios da implementação de software CMMS para a gestão da manutenção industrial.

Com o monitorização do estado das máquinas, as equipas de manutenção podem estabelecer prioridades e otimizar os seus planos de manutenção em tempo real com base no estado dos activos. As equipas podem ter uma visão actualizada do estado dos activos sem necessidade de estarem no local. Um melhor planeamento reduz o tempo de inatividade, bem como os custos associados à manutenção, ao inventário e à produção. Um melhor planeamento também aumenta o ciclo de vida dos activos e o retorno do investimento.

Tecnologias emergentes, como a inteligência artificial e a aprendizagem automática, levarão os avanços nos dados e na integração ainda mais longe. Estes avanços, como parte da Indústria 4.0, permitirão que os sistemas inteligentes transformem dados em tempo real em informações que melhorem as operações. O objetivo final da manutenção e da fiabilidade não é apenas reduzir as falhas, mas eliminá-las.