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Integrando el Anlisis de Aceite con el Anlisis de Vibracin
Gerardo Trujillo C.Director de Servicios TcnicosNoria Latn
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El mantenimiento predictivo y el monitoreo de condicin son dos
herramientas ampliamente
utilizadas por los departamentos de mantenimiento en todo el
mundo. La seleccin de la
maquinaria para ser incluida en estos programas depende de un
anlisis de su criticidad, su costo,
la confiabilidad esperada y el impacto de su falla. En
industrias como la generacin de energa y
petroqumica, el anlisis de vibracin ha sido histricamente la
tcnica seleccionada para
monitorear la condicin de los grandes componentes crticos de
equipo rotatorio. Inversamente, las
compaas de transporte y maquinaria pesada, han confiado en el
anlisis de aceite para tomar
efectivas decisiones de mantenimiento predictivo. En otras
industrias como las de metales
primarios, papeleras, manufactura, etc., podramos encontrar la
aplicacin o combinacin de
diferentes tcnicas predictivas incluyendo la termografa, anlisis
de corriente en motores, el
ultrasonido y eventualmente pruebas no destructivas.
Generalmente hablando, el anlisis de vibracin y el anlisis de
aceite son las tcnicas mseficientes para monitorear la salud de la
maquinaria rotatoria. Las dos tcnicas deben ser
consideradas como aliadas naturales debido a la naturaleza
complementaria de sus respectivas
fortalezas. Desafortunadamente, estas dos tcnicas raramente son
combinadas para formar una
efectiva unin.
Aplicacin de las Tcnicas
La actividad del anlisis de vibracin es realizada de una manera
rutinaria por el grupo de
especialistas de monitoreo de condicin o un grupo de monitoreo
de vibracin externo, mientras
que el anlisis de aceite lo realiza el equipo de lubricacin o el
proveedor de lubricantes. Para
hacer las cosas peores, el programa de anlisis de aceite
consiste normalmente en el ocasional
envo de muestras al laboratorio por resultados que ms parecen de
qumica que de monitoreo de
condicin. Con mucha frecuencia, el anlisis de aceite es
utilizado para programar los cambios de
aceite, mientras que las recomendaciones acerca de las
condiciones del equipo son
proporcionadas principalmente por el anlisis de vibracin.
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El anlisis de Vibracin Tcnica Probada
Histricamente, la mayora de los programas de monitoreo de
condicin incluyen el anlisis de
vibracin y generalmente obtienen por lo menos un xito moderado.
La recomendacin que se
hace a los departamentos de mantenimiento para que esta tcnica
pueda ser efectiva, es que
utilicen los servicios de expertos Certificados en el anlisis de
vibraciones, con por lo menos tres
aos de experiencia en campo, entrenamiento formal y habilidades
en la interpretacin de los datos
de vibracin. Debe adems incorporarse un software que ayude a
efectuar la interpretacin y
administrar la informacin de los puntos a monitorear.
Muchos administradores piensan que aplicar nicamente el anlisis
de vibracin es suficiente para
lograr sus objetivos de confiabilidad y esta es una posicin que
est profundamente arraigada entrelos profesionales de esta
tecnologa.
Los problemas que tpicamente pueden ser detectados y corregidos
con un eficiente programa de
anlisis de vibracin incluyen:
Desalineamiento
Desbalance
Resonancia
Solturas mecnicas
Rodamientos daados
Problemas en bombas
Anormalidades en engranes
Problemas elctricos asociados con motores
Problemas de bandas
Etc.
El enfoque del anlisis de vibraciones es la deteccin temprana de
los problemas que permitan una
mayor disponibilidad y mediante un anlisis de la tendencia de la
condicin, estar en posibilidad de
detectar problemas y condiciones que pudieran poner en riesgo la
confiabilidad de la planta. Con
este enfoque, las reparaciones pueden ser programadas para
asegurar la confiabilidad, contando
con una buena coordinacin de inventarios y personal
disponible.
Anlisis de Aceite Tcnica sub-utilizada
El Anlisis de Aceite es una de las tcnicas simples, que mayor
informacin proporciona al
Administrador de Mantenimiento, con respecto a las condiciones
de operacin del equipo, sus
niveles de contaminacin, degradacin y finalmente su desgaste y
vida til.
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Muchos departamentos de mantenimiento tienen actualmente
Programas de Anlisis de Aceite.
Algunos utilizando el laboratorio de su proveedor de lubricantes
o contratando los servicios de
laboratorio privados. En muchos de los casos los resultados del
anlisis, son recibidos semanas o
meses despus de la toma de la muestra y la informacin se vuelve
irrelevante, ya que para ese
momento, las condiciones del equipo ya son diferentes, en muchos
casos el aceite ya fue
cambiado y en otros el equipo ya fall y fue reparado.
La razn para esto es simple, el enfoque de estos programas es
totalmente predictivo y en muchas
ocasiones el programa tiene como nico objetivo el de determinar
si es necesario un cambio de
aceite o si el desgaste de la maquinaria indica una condicin de
falla. El Mantenimiento Predictivo
est enfocado en el monitoreo de lossntomas de falla.
Un Programa de Anlisis de Aceite puede convertirse en un
derroche innecesario de tiempo y
recursos si no est bien establecido. En muchos de los casos, se
convierten en programas de
puro nombre". Los departamentos de Mantenimiento conservan
grandes cantidades de papel en
archivos y expedientes, de reportes con los resultados de los
anlisis, recibidos fuera de tiempo
(que en ocasiones no han sido revisados) y que contienen valiosa
informacin esperando a ser
analizada y explotado su potencial.
La aplicacin de un enfoque Proactivo en esta tcnica, para
conocer las causas que generan el
desgaste y tomar las decisiones de control antes de que estas
daen el equipo es lo que puede
hacer la diferencia en la ampliacin de la vida de la maquinaria.
El Mantenimiento Proactivo se
enfoca al monitoreo de las causas que originan la falla.
Este nuevo enfoque del anlisis de aceites puede ser notado en
que cada vez son ms
profesionales del mantenimiento que se entrenan y capacitan en
el conocimiento de la lubricacin,
y los diferentes parmetros que puede controlarse mediante el
anlisis de aceites. Los laboratorios
comerciales han mejorado sus tiempos de respuesta para
proporcionar informacin del anlisis en
ocasiones en menos de 24 horas y en la utilizacin de
instrumentos de anlisis de aceite en sitio y
en ocasiones instrumentos que son instalados en lnea a la
maquinaria para monitorear en Tiempo
real maquinaria crtica.
Como en el anlisis de vibracin, la localizacin del punto
adecuado para tomar una muestra es
crtico en el anlisis de aceite. Tradicionalmente las muestras de
aceite son tomadas de tanques o
en puertos de drenado, haciendo que la informacin resultante no
sea representativa de las
condiciones de operacin del equipo. Adicionalmente en el anlisis
de aceites es posible instalar
puertos de muestreo secundarios que permitirn la localizacin del
problema efectivamente
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Mejores Prcticas para toma de muestra:
Mediante un dispositivo fijo
Lubricante en movimiento
A temperatura y condiciones normales de operacin
En zonas de flujo turbulento (no lineal)
Antes de los filtros
Despus de los componentes de la maquinaria
Con dispositivos e implementos de muestreo limpios
Purga de lneas con flujo esttico
En un envase o recipiente limpio
Con la misma frecuencia
Registrando las horas de operacin de la maquinaria y las horas
del aceite
Se requiere que el proceso de muestreo sea Consistente, para que
la informacin resultante
pueda ser convertida en datos de tendencia y reconocer y
analizar su comportamiento en el
tiempo.
En los ltimos cinco aos, la cantidad de instrumentos de anlisis
de aceites en sitio ha crecido en
nmero y se ha reducido en tamao y sofisticacin, permitiendo que
esta tcnica pueda realmente
proporcionar al profesional del mantenimiento la informacin
necesaria para controlar las causas
que ocasionan la falla de sus equipos y adems poder monitorear
el progreso de fallas no
tribolgicas.
Actualmente Organizaciones no lucrativas como el ICML
(International Council for Machinery
Lubrication) www.lubecouncil.org ofrecen tres tipos de
certificaciones de validez Internacional a
profesionales que tienen los conocimientos y la experiencia para
aplicar la tcnica del anlisis de
aceites para el monitoreo de condicin de maquinaria, su adecuada
lubricacin y la ejecucin
correcta de las pruebas del anlisis de aceite. Un especialista
certificado en anlisis de aceite
garantiza una interpretacin correcta de la informacin y puede
establecer recomendaciones que
no slo incrementan la confiabilidad de la maquinaria sino que
ayudan a ampliar su vida.
Algunas de las fallas que el anlisis de aceite puede ayudar a
detectar:
Partculas abrasivas en el aceite
Aceite contaminado con Agua
Combustibles
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La fuerza de la integracin de tecnologas
Los profesionales del Monitoreo de Condicin deben considerar que
la combinacin de estrategias
es una manera de aprovechar las fortalezas de cada tecnologa y
superar sus debilidades. Por
ejemplo, la Estacin de Generacin Nuclear de Palo Verde en
Arizona ha logrado un dramtico
cambio en su programa de monitoreo de condicin. Ellos combinan
el anlisis de aceite con el
anlisis de vibracin en un slo grupo, efectuando el anlisis de
aceite en sitio (de rutina) y trabajan
como un equipo. Sus resultados han sido excepcionales. En un
estudio para la determinacin de
problemas detectados por cada tecnologa, encontraron que el
anlisis de aceite fue responsable
de la deteccin del 40% de los defectos, el anlisis de vibracin
del 33% y entre ambas tcnicas el
27% restante de los defectos detectados. La prdida de eficiencia
por no aplicar una de esas
tecnologas, reduce su resolucin de deteccin y su habilidad para
controlar las causas de falla de
la maquinaria.
El ideal sera que los expertos en la mejora de la confiabilidad
fueran por lo menos Bilinges en el
lenguaje de las tecnologas de anlisis de aceite y vibracin. Un
tcnico que adems incluyera el
lenguaje y las fortalezas de la termografa, seguramente ser
mejor que quien slo aplica una
tecnologa.
Una analoga divertida entre un profesional del mantenimiento
(confiabilidad) y un profesional de la
medicina (mdico) puede establecerse en que ambos son
responsables de conservar la salud del
activo (paciente). Un mdico cuenta con una importante variedad
de tcnicas para valorar la
condicin del enfermo y detectar su mal. Puede utilizar el
anlisis de orina y excremento, anlisis
de sangre, Rayos X, medicin de temperatura, tomografa,
ultrasonido, medios de contraste, etc. El
xito de este mdico depende de la seleccin adecuada de la tcnica
para localizar la falla. Una
fractura de un hueso, no ser localizada por medio del anlisis de
sangre y por supuesto que la
diabetes no ser registrada por los rayos X. Si slo cuenta o
conoce una sola tcnica, ser exitoso
en detectar nicamente los males que pueden ser reconocidos por
ella y el resto de los pacientes
morira Es exagerado en el caso de la salud, pero no lo es en el
caso de la maquinaria-
La figura 1 nos muestra el efecto de fortalezas y debilidades de
las diferentes tcnicas y las reas
en que estas coinciden.
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Figura 1. Integracin de las tecnologas Fortalezas, Sinergias y
Debilidades
En una investigacin efectuada en la Universidad de Monash, en
Melbourne Australia, la
correlacin entre el anlisis de aceite y el anlisis de vibracin
demostr ser generalmente buena.
Sin embargo, hay casos donde una tcnica indica una falla,
mientras que la otra indica que no hay
cambio o incluso un resultado contradictorio. Por ejemplo, en
aplicaciones en las que el desgaste
deslizante es prevalente, uno puede detectar incremento en la
generacin de desgaste (mediante
el anlisis de aceite) y una disminucin de los niveles de
vibracin. Esto es causado por lo que los
investigadores han llamado un efecto de lapeado. Esencialmente,
el desgaste deslizante pule
suavemente la superficie, reduciendo las vibraciones en general
hasta llegar al punto en el cul hay
demasiado espacio (holgura) y se produce la vibracin mecnica. El
efecto es intensificado por la
presencia de tierra abrasiva.
Inversamente investigadores Australianos encontraron que el
anlisis de vibracin identifica muyeficazmente la presencia de un
diente fracturado en un engrane, pero debido al tamao tan
grande
de las rebabas generadas, el anlisis de partculas de desgaste en
el aceite es totalmente
inefectivo. Las rebabas (limaduras) grandes se precipitan hasta
el fondo del tanque y nunca podrn
ser recogidas en una muestra de aceite hasta que se oxiden y se
disuelven en el aceite, en un
proceso que puede durar meses. Los investigadores Australianos
concluyeron que ambas tcnicas
son requeridas para un monitoreo efectivo y diagnstico de la
condicin de la maquinaria en la
planta, debido a que cada tcnica evala sntomas diferentes y
complementarios.
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Un ejemplo en el que ambas tcnicas son requeridas para resolver
efectivamente un problema es
el caso de una cajas de engranes, cuando se incrementa la
vibracin en la frecuencia de contacto
de los engranes. En el anlisis de aceite, la tcnica de conteo de
partculas y de porcentaje de
partculas ferrosas revelan un incremento en ambas categoras, lo
que nos indica la existencia de
problemas de desgaste de engranes. Un anlisis de la viscosidad
del aceite ayud a determinar la
naturaleza del problema: se encontr una disminucin de la
viscosidad del lubricante de 220 cSt
del aceite nuevo requerido para esta caja de engranes a 70 cSt a
40C en el aceite en uso. Una
revisin de la bitcora de mantenimiento mostr que el aceite fue
cambiado haca dos semanas.
Con toda seguridad, el cambio de aceite fue efectuado con un
aceite equivocado (de una menor
viscosidad), provocando el desgaste y la vibracin. Sin la
combinacin de las tecnologas de
monitoreo de condicin, la causa de falla no hubiera sido
detectada.
La tabla 2(3)
nos muestra una comparacin de las fortalezas y debilidades de
ambas tecnologas y
proporciona una idea muy clara de cmo se complementan.
En general, podemos hacer las siguientes conclusiones acerca de
la combinacin del anlisis de
aceite y el anlisis de vibracin en la deteccin y anlisis de las
fallas en la maquinaria:
Ambas tcnicas son requeridas para la identificacin y control de
las causas de falla de la
maquinaria.Frecuentemente, una tcnica sirve como indicador del
inicio de la falla de la maquinaria, mientras
que la otra sirve como un indicador de confirmacin.
El anlisis de aceite es generalmente ms efectivo en la deteccin
de fallas en cajas de engranes,
rodamientos, cojinetes (chumaceras), sistemas hidrulicos y
equipo reciprocante.
El anlisis de vibracin es generalmente ms fuerte en la deteccin
en sistemas de alta velocidad
de chumaceras (cojinetes) y rodamientos lubricados por
grasa.
El anlisis de vibracin es frecuentemente mejor en localizar el
punto de falla dependiendo de la
aplicacin.
El anlisis de aceite es frecuentemente ms fuerte en determinar
el mecanismo de desgaste que
induce la falla.
Ambas tcnicas son requeridas para determinar efectivamente la
causa de falla.
La correlacin entre el anlisis de aceite y el anlisis de
vibracin es muy buena, pero hay
circunstancias contrarias.
Ambas tecnologas tienen un lado Proactivo (deteccin de causa de
falla) y un lado Predictivo
(seguimiento del progreso de la falla y desgaste de la
maquinaria)
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Conclusin
El anlisis de aceite y el anlisis de vibracin son aliados
naturales en el logro de altaconfiabilidad de la maquinaria.
Proporcionan sus fortalezas complementarias en el control de las
causas de falla de la
maquinaria y en la identificacin y comprensin de la naturaleza
de las condiciones
anormales y avance del desgaste.
El xito en su aplicacin, depende en efectuar cambios en las
organizaciones de
mantenimiento, para poner el desarrollo del monitoreo de
condicin y el diagnstico en
manos de los especialistas de la tecnologa.
El entrenamiento especializado y la prctica cotidiana, son las
dos opciones que hacen de
estas tecnologas una poderosa herramienta.
Se requiere seleccionar las herramientas adecuadas para cada
modo de falla de
maquinaria crtica
La variedad de herramientas (tecnologas) disponibles es
indispensable para completar
nuestro trabajo de asegurar una alta confiabilidad de la
maquinaria.
Referencias:
1. Drew D. Troyer - Noria Corporation - Effective Integration of
vibration analysis and Oil
Analysis Maintenance Technology Magazine November 99.
2. James E Berry Technical Associates of Charlotte- Good Vibes
about Oil Analysis -Practicing Oil Analysis MagazineNov-Dec 99.
3. Maxwell H. & B. Johnson - Integration of Lubrication and
Vibration analysis technologies
Palo Verde Nuclear Generations Station.
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Tabla 2. Fortalezas y Debilidades del Anlisis de Aceite y el
Anlisis de Vibracin.
Problema /Condicin
Anlisis deAceite
Anlisis deVibracin
Notas / Comentarios
Inicio de falla de unrodamiento
Buena deteccintemprana
Deteccin tarda Las fallas comunes derodamientos son
detectadasmejor por el anlisis de aceite.
Inicio de falla deChumaceras(Cojinetes planos)
Buena deteccintemprana
Deteccin tarda Las rebabas sern localizadaspor el anlisis de
aceite antesque haya rozamiento o falta deajuste.
Desbalanceo Buena deteccintemprana
El anlisis de aceite encontrarel desgaste ocasionado por
eldesbalance
Agua en ellubricante Buena deteccintemprana No Aplica El anlisis
de vibracin puedetomar la fase final de la falla
Problemas derodamientosengrasados
No aplica Deteccin tarda Algunos laboratorios estnhaciendo
ferrografa y anlisis deelementos en grasas
Roturas de flechas No aplica Buena Vibracin es el mejor
mtodoaqu
Desgaste anormal deengrane
Buena deteccintemprana
Deteccin tarda El anlisis de vibracin puedeidentificar los
defectosindividuales de los engranes. Elanlisis de aceite
detectadesgaste anormal
Desalineamiento Deteccin tarda Deteccin
temprana buena amarginal
Algunos problemas de
desalineamiento son difciles dedetectar con vibracin. El
anlisisde aceite detecta el desgaste deldesalineamiento
Anlisis de causa defalla
Fortaleza Fortaleza Mejor cuando ambos trabajanjuntos
Alta concentracinde partculas en elaceite
Fortaleza, deteccintemprana
No aplica El desgaste abrasivo es unacausa principal de falla
demaquinaria
Resonancia No aplica Fortaleza El programa de vibracin es
muybueno aqu. En algn momentoel anlisis de aceites detectarlos
metales de desgaste
Oxidacin del aceiteo degradacin deaditivos
Fortaleza No Aplica Muy eficaz deteccin con elanlisis de
aceite
Uso de un lubricanteerrneo
Fortaleza No Aplica Deteccin eficiente por anlisisde aceite.
