Mantenimiento basado en condiciones: Una Guía completa

El mantenimiento basado en condiciones (CBM) es una estrategia de mantenimiento que monitorea el estado en tiempo real de un activo para determinar qué mantenimiento debe realizarse.

¿Qué es el Mantenimiento basado en Condiciones?

El mantenimiento basado en condiciones (CBM) es una estrategia de mantenimiento que supervisa el estado en tiempo real de un activo para determinar qué mantenimiento debe realizarse. A diferencia del mantenimiento preventivo, que utiliza elementos como el mantenimiento basado en calendario u otros medios para determinar cuándo programar y realizar el mantenimiento, el mantenimiento basado en condiciones dicta que el mantenimiento solo se debe realizar cuando estos indicadores en tiempo real muestran irregularidades o signos de rendimiento decreciente.

El objetivo del mantenimiento basado en condiciones es monitorear continuamente los activos para detectar fallas inminentes, de modo que el mantenimiento se pueda programar de forma proactiva antes de que se produzca la falla. La idea es que este monitoreo en tiempo real le dará a los equipos de mantenimiento suficiente tiempo de espera antes de que ocurra un fallo o el rendimiento caiga por debajo de un nivel óptimo.

El uso de sensores y lecturas puntuales son las formas más comunes de recopilar datos en tiempo real para el análisis. Por ejemplo, se pueden instalar sensores en un equipo giratorio para controlar su vibración. Con el tiempo, a medida que los componentes móviles se degradan y comienzan a salirse de la alineación, aumenta la vibración, que es captada por los sensores. Los sensores instalados se pueden preajustar para alertar al equipo de mantenimiento cuando las vibraciones alcanzan un límite determinado.

Si bien el mantenimiento basado en la condición se puede utilizar en la mayoría de los equipos, ese equipo debe cumplir ciertos criterios para que las medidas de fomento de la confianza sean eficaces. En primer lugar, debe haber una condición monitorizable. En otras palabras, si el rendimiento de la máquina no se puede medir, ¿cómo se puede saber si hay un cambio en el rendimiento? También debe poder ver los cambios en el rendimiento con suficiente antelación, para que el mantenimiento se pueda realizar antes de que el activo falle o disminuya en la producción.

La criticidad de los activos es otro criterio que debe considerar antes de utilizar el mantenimiento basado en condiciones. Obtendrá el mejor retorno de la inversión (ROI) utilizando CBM en sus activos más críticos. Hacer un análisis de criticidad para clasificar qué piezas de equipo tienen más probabilidades de fallar y el impacto que la falla tendrá en su operación es un paso vital antes de realizar el mantenimiento basado en la condición. Es importante escalar desde los activos más críticos hacia abajo.

Finalmente, el mantenimiento basado en condiciones solo es tan efectivo como los procesos y sistemas utilizados para analizar los datos. Los equipos de mantenimiento deben ser capaces de recopilar datos de rendimiento y analizarlos correctamente para tomar decisiones inteligentes y oportunas basadas en los resultados.

Tipos de mantenimiento basado en condiciones

Una de las mayores ventajas del mantenimiento basado en condiciones es que no es invasivo, lo que significa que se recopilan datos en tiempo real mientras la máquina sigue funcionando sin ajustar la forma en que funciona. Puede elegir recopilar datos a intervalos determinados o de forma continua a través de sensores, inspecciones visuales o pruebas programadas. Echemos un vistazo a algunos de los tipos más comunes de técnicas de monitoreo basadas en condiciones que se utilizan en la CBM.

• Análisis de vibraciones. El análisis de vibraciones se define como el proceso para medir los niveles y frecuencias de vibración de la maquinaria y usar esa información para analizar el estado de las máquinas y sus componentes. El análisis de vibraciones puede ayudar a detectar problemas como desequilibrio, falla de rodamientos, flojedad mecánica, resonancia, ejes doblados y más.

  Un ejemplo simple podría verse así: Imagine que tiene un ventilador industrial. Quita una de las aspas del ventilador y se inician. Como es de esperar, el ventilador comienza a vibrar debido a la rueda del ventilador desequilibrada. Esta fuerza desequilibrada ocurrirá una vez por revolución del ventilador, produciendo señales de vibración incrementadas. También podría tener una pista de rodamiento dañada que haga que un rodillo de rodamiento genere vibración cada vez que entre en contacto con la rotura. Por lo tanto, si tres rodillos de cojinetes golpean la rotura por revolución, verá una señal de vibración tres veces la velocidad de funcionamiento del ventilador.

• Termografía infrarroja. La termografía infrarroja es el proceso de usar una cámara termográfica para detectar la radiación proveniente de un objeto, convertirla a temperatura y mostrar una imagen de la distribución de temperatura en tiempo real. A menudo utilizadas con una imagen de referencia para la comparación, las imágenes termográficas infrarrojas pueden mostrar de manera clara y fácil cuando un activo se está sobrecalentando. La termografía infrarroja se emplea para monitorear las condiciones eléctricas y mecánicas de los motores, inspeccionar rodamientos y examinar el aislamiento refractario, así como para verificar los niveles de gas, líquidos y lodos.

  Las herramientas infrarrojas incluyen termógrafos infrarrojos puntuales, que se utilizan para medir la radiación térmica en activos de difícil acceso o activos que operan en condiciones extremas; sistemas de escaneo infrarrojo, que escanean áreas u objetos más grandes en una cinta transportadora; y cámaras termográficas infrarrojas, que miden la temperatura en múltiples puntos a lo largo de un área grande y crean imágenes termográficas bidimensionales.

• Análisis ultrasónico. El análisis ultrasónico utiliza el sonido para identificar activos potencialmente defectuosos al detectar sonidos de alta frecuencia y convertirlos en audio y datos digitales. Los métodos de recolección de datos determinan los tipos de fallas detectables cuando se trata de ultrasonidos. Puede tener métodos de contacto (basados en la estructura) o sin contacto (aerotransportados). Los métodos de contacto generalmente se utilizan para problemas mecánicos como fallas en los rodamientos, problemas de lubricación, daños en los engranajes y cavitación de la bomba. Todas estas fallas emiten un ruido de alta frecuencia. Los métodos de contacto ultrasónicos también son útiles para detectar fallas eléctricas en motores, ya que las barras de rotor sueltas o rotas pueden generar un patrón rítmico de alta frecuencia. Por último, las trampas de vapor que están fallando pueden tener vapor que se escapa constantemente a través de los sellos internos, causando un sonajero, que se recoge con ultrasonido.

  Los métodos sin contacto (aerotransportados) de mediciones ultrasónicas incluyen fugas de presión y vacío en sistemas de gas comprimido y una serie de aplicaciones eléctricas. Los estudios de aire utilizan ultrasonidos para detectar fugas en sistemas de gas comprimido. Cuando se trata de usar ultrasonidos aéreos para sistemas eléctricos, los métodos ultrasónicos pueden detectar arcos y coronas cuando la termografía no puede.

• Análisis de aceite. El análisis de aceite es una actividad rutinaria para analizar la salud del aceite, la contaminación y el desgaste de la máquina. Un programa de análisis de aceite ayuda a verificar que una máquina lubricada esté funcionando como debería. El análisis de aceite comprueba las propiedades del fluido del aceite, respondiendo preguntas como si los aditivos correctos estuvieran activos. ¿Se han agotado los aditivos? ¿La viscosidad está donde debe estar? El análisis de aceite también busca ver si hay contaminantes destructivos en el aceite y, si es así, ayuda a reducir la fuente probable. Por último, el análisis de aceite le permite analizar la presencia de partículas producidas por desgaste mecánico, corrosión u otra degradación de la superficie de la máquina.
• análisis Eléctrico. El análisis eléctrico se emplea para examinar la calidad de la energía entrante de los activos utilizando lecturas de corriente del motor de amperímetros de sujeción para medir la corriente en un circuito. Esto hace que sea más fácil para el personal de mantenimiento ver cuando un activo está recibiendo una cantidad anormal de electricidad.
• Análisis de presión. Es vital mantener la presión correcta dentro del equipo para permitir que el fluido, el gas o el aire se muevan a través de una tubería o manguera hidráulica correctamente. El análisis de presión puede monitorear continuamente los niveles de presión en tiempo real y alertar sobre caídas o picos repentinos, lo que permite al personal de mantenimiento responder y solucionar problemas antes de que ocurra un incidente más grave.

Pasos a seguir Antes de implementar el mantenimiento basado en condiciones

Como se mencionó anteriormente, hay ciertas cosas que puede hacer para aprovechar al máximo un plan de mantenimiento basado en condiciones.

1. Aseguran una base sólida. El mantenimiento basado en condiciones va de la mano con el mantenimiento centrado en la fiabilidad (RCM) porque RCM le ayuda a identificar posibles problemas con sus activos y a determinar qué debe hacer para asegurarse de que esos activos sigan produciendo a su máxima capacidad. Tener un conocimiento sólido de los procesos de RCM ayuda a enfocar sus esfuerzos de mantenimiento basados en la condición donde deben estar. De hecho, los expertos en confiabilidad coinciden en que uno de los mayores problemas que conlleva la adopción de un programa de mantenimiento basado en condiciones es la falta de comprensión de los principios de RCM.
2. Incluye al personal afectado. Una vez que haya establecido que todo el personal de mantenimiento tiene las habilidades necesarias, inclúyalos en el análisis de criticidad. Incorporar sus aportes los convierte en participantes activos y les da la oportunidad de usar sus fundamentos de RCM de manera efectiva al tiempo que contribuyen a la implementación de mantenimiento basado en condiciones. También les ayudará a identificar, mitigar y eliminar los modos de falla.
3. Realizar análisis de criticidad. Como se mencionó brevemente anteriormente, una evaluación de la criticidad garantiza que su programa de mantenimiento basado en la condición sea efectivo. Identificar con precisión los activos como críticos, semi-críticos y no críticos puede disminuir el mantenimiento innecesario basado en rutas. En otras palabras, el personal de mantenimiento sabrá qué activos son más críticos y podrá realizar comprobaciones de esos activos primero o con más frecuencia que los activos no críticos sin hacer rutas innecesarias por toda la planta.

   El análisis de criticidad también ayuda a determinar qué activos se beneficiarán más de las técnicas de monitoreo basadas en condiciones, como vibraciones remotas o sensores acústicos que producen datos en tiempo real que se pueden analizar desde otra ubicación. Estos activos más críticos se conocen como” malos actores ” o los delincuentes reincidentes en su alineación de activos. Estos malos actores se benefician más del monitoreo continuo, ya que tienden a tener problemas frecuentes. Tenga en cuenta que, una vez que haya completado un análisis de criticidad, no es raro encontrar que los activos que una vez consideró críticos no son tan críticos como pensaba anteriormente.

4. Seguimiento. Una vez que haya terminado la evaluación de la criticidad, es una buena idea implementar un sistema de notificación, análisis y acción correctiva de fallos (FRACAS) para garantizar que su análisis sea correcto y que los activos más críticos se beneficien al máximo de su programa de mantenimiento basado en condiciones.

Implementación de mantenimiento basado en condiciones: Ejemplo del OIEA

En mayo de 2007, el Organismo Internacional de Energía Atómica (OIEA) reconoció la necesidad de comenzar a trasladar las centrales nucleares de un programa de mantenimiento preventivo (basado en el tiempo) a un programa de mantenimiento basado en el estado de las instalaciones y los componentes. Al reconocer esta necesidad, el organismo elaboró y estandarizó la forma de aplicar un programa de medidas de fomento de la confianza en una publicación titulada Implementation Strategies for Condition-based Maintenance at Nuclear Power Plants. Las estrategias descritas utilizan varias técnicas de monitoreo de condición en línea y fuera de línea para definir cómo seleccionar componentes y parámetros para el monitoreo, qué técnicas de monitoreo y diagnóstico deben emplearse, cómo incorporar criterios de aceptación y más.

Los objetivos principales del OIEA para esta estrategia de mantenimiento basada en condiciones incluyen mejorar la disponibilidad al reducir los cortes forzados; mejorar la vida útil del equipo al disminuir el desgaste de la reconstrucción frecuente; detectar problemas a medida que ocurren; minimizar el potencial de problemas en el desmontaje y el reensamblaje; y ahorro en costos de mantenimiento al reducir los costos de reparación, horas extras y piezas en inventario.

La estrategia de mantenimiento basada en el estado del OIEA consiste en una combinación de técnicas de inspección visual y vigilancia continua de elementos como componentes de límites de presión, estructuras de contención, generadores de turbinas principales y bombas de refrigerante de reactores. Por ejemplo, esto podría implicar el diagnóstico en línea utilizado en el monitoreo del desgaste de los cojinetes de empuje de generadores de turbinas. Las tecnologías de mantenimiento basadas en condiciones sugeridas incluyen monitoreo de vibraciones, análisis acústico, análisis de motores, pruebas de válvulas accionadas por motor, termografía, tribología y monitoreo de parámetros de proceso, todo junto con inspecciones visuales.

El OIEA descubrió que el desafío de cambiar a un programa de mantenimiento basado en condiciones no se debía a la falta de conocimiento sobre métodos tecnológicos avanzados, sino que se centraba en la voluntad de cambiar la cultura y la gestión para incorporarlos a bordo. Entendiendo este desafío, centró su proceso de aplicación de las medidas de fomento de la confianza en torno a cuatro elementos:

• Compromiso-El personal de mantenimiento debe comprometerse con el proceso y su nueva tecnología. Debe confiar en la capacitación y la tecnología, mientras que la administración debe comprometerse a adquirir el equipo y la capacitación adecuados para todo el personal.
• Participación-Para lograr el éxito, se requiere una participación del 100 por ciento de todos los grupos en el programa de CBM. Esta expectativa debe ser reforzada por la administración.
• Enfoque holístico: Esto se aplica a todos los sistemas de la planta sin excepciones.
• Sostenibilidad-El programa de CBM, el personal y el equipo deben mantenerse a lo largo del tiempo para cosechar los beneficios a largo plazo. A medida que las personas van y vienen de la organización, la capacitación y los recursos adecuados deben estar disponibles.

Para asegurar que la aplicación de las medidas de fomento de la confianza se describiera adecuadamente al personal de mantenimiento, el OIEA reconoció la necesidad de una comunicación y capacitación eficaces. Se esbozó el siguiente proceso de reflexión para educar a una planta nuclear y explicar los fundamentos del proceso de las medidas de fomento de la confianza: condiciones analizadas, métodos elegidos, métodos implementados y evaluación de proyectos. Cada uno de ellos se puede desglosar preguntando “qué”, “por qué”, “cómo” y quién.”

• Condiciones analizadas: Incluye el análisis de criticidad.
  • ¿Qué? – Asegurar el compromiso de la dirección, identificar las necesidades, analizar la ambición y las expectativas, identificar los recursos disponibles, etc.
  • ¿Por qué? – Comprender la visión general de lo que se necesita.
  • ¿Cómo?- Visitas in situ, evaluación del desempeño de la empresa.
  • ¿Quién? – Expertos y figuras de autoridad/propietarios.
• Métodos elegidos: Aquí es donde se deciden los métodos y funciones de las medidas de fomento de la confianza.
  • ¿Qué? – Elegir las funciones y necesidades de la CBM equipo; identificar y seleccionar los métodos.
  • ¿Por qué? – Seleccionar métodos que satisfagan todas las necesidades encontradas en el análisis inicial.
  • ¿Cómo? – Consenso de los líderes y del equipo de mantenimiento.
  • ¿Quién? – Cualquier persona afectada por el CBM aplicación.
• Métodos implementados: Aquí es donde la discusión se pone en acción.
  • ¿Qué? – Se desarrollan los roles. Asegúrese de que todos los planes y proyectos se comuniquen y comprendan realizando capacitación, obteniendo soporte de TI, etc. Crea puntos de referencia.
  • ¿Por qué? – Mejorar el mantenimiento y la fiabilidad lo más rápidamente posible.
  • ¿Cómo? – Formación en el trabajo, reuniones de proyecto de coaching y seguimiento.
  • ¿Quién? – Gerente de proyecto, equipo de mantenimiento y cualquier otra persona afectada.
• Proyecto evaluado: This includes analysis of the newly implemented CBM process to ensure everything is working as planned.
  • ¿Qué? – Seguimiento de los objetivos del CBM planificar, discutir experiencias, y a establecer un plan para la administración y el desarrollo.
  • ¿Por qué? – Velar por el CBM está funcionando según lo previsto.
  • ¿Cómo? – Auditoría y reunión de seguimiento y planificación.
  • ¿Quién? – Propietarios de procesos, directivos y líderes.

Desafíos del Mantenimiento basado en condiciones

Entonces, ¿cuál es el problema? Al igual que con cualquier cambio de proceso o implementación de nuevos procesos, el mantenimiento basado en condiciones conlleva algunos desafíos.

• Costo inicial significativo. Los costos iniciales asociados con CBM tienden a acumularse a medida que realiza un análisis de criticidad y determina dónde necesita colocar los sensores. Esto puede ser aún más costoso si debe adaptarlos en activos más antiguos. Esta es en parte la razón por la que su análisis de criticidad es tan importante, ya que determina qué equipo dará el ROI más alto. Es posible que las plantas más nuevas o más pequeñas no tengan la experiencia en el sitio para realizar este tipo de análisis, por lo que es aconsejable traer a un experto para realizar un análisis de modo y efectos de falla (FMEA) y un análisis de RCM, que será un costo adicional.

  Además, es fundamental elegir el sensor adecuado. Tenga en cuenta factores como las condiciones de funcionamiento, ya que los sensores construidos para soportar entornos operativos hostiles generalmente cuestan más.

• Formación. Ahora que tiene sensores para proporcionar datos en tiempo real y una visión del estado del equipo, debe contar con personal que pueda analizar estos datos de manera adecuada y rápida. Para cada detección de fallas o alerta producida por un sensor, surgen múltiples preguntas. ¿Es necesario reemplazar una pieza? ¿La pieza está en stock? ¿Cuánto tiempo tenemos antes de que el activo falle? ¿Necesitamos que el proveedor haga el reemplazo?

  Tenga en cuenta que la capacitación es otro gasto e implica alejar a los operadores y a otro personal de mantenimiento de sus tareas operativas normales. La capacitación también implica que todos se sumen al cambio y lo gestionen de manera efectiva. Como ha aprendido el OIEA, esta es una de las partes más difíciles de implementar un programa de mantenimiento basado en condiciones.

• Condiciones de funcionamiento. La precisión y el rendimiento de sus sensores dependen en parte del entorno en el que funcionan. Las duras condiciones de funcionamiento pueden provocar un mal funcionamiento o daños en los sensores. Por ejemplo, el calor y la humedad elevados pueden afectar a la electrónica, mientras que los productos químicos corrosivos pueden dañar los sensores y producir lecturas inexactas.
• Imprevisibilidad. A diferencia del mantenimiento programado, el trabajo de mantenimiento basado en un programa de monitoreo basado en condiciones es impredecible. Por ejemplo, puede realizar tareas de mantenimiento cuando un sensor le avise. Esto puede causar irregularidades en la forma en que aparecen los costos en su presupuesto. Por ejemplo, si un puñado de activos requieren mantenimiento al mismo tiempo, su equipo de mantenimiento debe ser capaz de gestionar las reparaciones rápidamente.
• Requisitos de software. Cada sensor instalado recopila cantidades masivas de datos de forma continua, por lo que es importante contar con un moderno sistema computarizado de gestión de mantenimiento (CMMS) u otro software que pueda organizar, rastrear, recopilar y analizar estos datos. Además de tener el software adecuado, deberá considerar contratar a un tercero para que lo ayude a analizar los resultados hasta que su personal esté completamente capacitado.

  Además, asegúrese de que su conexión Wi-Fi pueda manejar la cantidad de datos que se están utilizando y de que su plan de almacenamiento en la nube sea lo suficientemente grande como para almacenar los datos almacenados.

Beneficios del monitoreo basado en condiciones

Con todos los desafíos que conlleva la implementación de un programa de mantenimiento basado en condiciones, es posible que se pregunte si vale la pena. Si bien un programa de CBM no es barato inicialmente y puede tomar algún tiempo para ponerse en marcha, eventualmente puede recibir mucho valor de él. Una vez implementado correctamente y dirigido por un personal bien capacitado, puede generar muchos beneficios, como:

• mejora de la confiabilidad del sistema,
• aumento de la productividad,
• menores costos de mantenimiento,
• disminución del tiempo de inactividad,
• diagnóstico de problemas más rápido y
• reducción del tiempo entre mantenimiento.

El potencial de un programa de CBM para un alto retorno de la inversión atrae a muchas organizaciones debido al hecho de que puede ayudarles a mantenerse competitivos y operar lo más magro posible.