En el monitoreo de maquinaria para localizar el origen de las vibraciones o de los pulsos de choque, es común utilizar espectros o señales del tiempo. Esto nos permite también evaluar la condición de las máquinas para poder tomar una decisión, por ejemplo, de reemplazar un rodamiento.
Los espectros pueden revelar muchos detalles acerca de la condición de cierta aplicación y especialmente los cambios en el patrón de los espectros nos pueden indicar la propagación de un daño que requiere atención.
En el análisis espectral es relevante tener un muestreo adecuado. Tomar solamente un espectro y estudiarlo, podría no ser representativo de la condición de la máquina. Podríamos, por ejemplo, detectar algún pico “de interés”, que en realidad fuera un evento aleatorio ajeno a la máquina. Sin embargo, esto pudiera resultar bastante laborioso.
Existen diferentes métodos para poder analizar varios espectros al mismo tiempo, entre los cuales se encuentra, por ejemplo, el diagrama de cascada (waterfall plot), en aplicaciones monitoreadas continuamente con sistemas en línea, los cuales adquieren un gran número de datos en el tiempo, el uso de los diagramas de cascada pudiera resultar bastante complicado.
¿Y si pudiéramos realizar este análisis de manera más sencilla y eficaz?
Teniendo en mente lo anterior, SPM Instrument desarrolló hace unos años una herramienta bastante versátil que puede ser de gran utilidad tanto para usuarios con experiencia como para usuarios que empiezan en el análisis espectral y en el monitoreo de la condición de la maquinaria. Sobre todo, en esta era en la que los sistemas de monitoreo continuo han cobrado gran relevancia.
Esta herramienta que se incorpora al CMS Software Condmaster® permite realizar el análisis de varios espectros a la vez con un rápido vistazo. Nos permite desde una manera muy gráfica e intuitiva reconocer patrones en los espectros adquiridos. La herramienta se llama ‘Colored Spectrum Overview’ (CSO) y ha estado en uso desde hace un poco más de una década.
¿Cómo funciona ‘Colored Spectrum Overview’?
La idea básicamente es la de darle una escala de colores a la amplitud de los diferentes picos en los espectros, ponerlos lado a lado, y después verlos desde arriba. Tomemos como ejemplo un espectro simple de velocidad, con 20 líneas de resolución, en un rango de frecuencia de 0 a 100 Hz.
El método se describe en los siguientes cuatro pasos:
- Asignación del color a cada uno de los picos en el espectro. El valor más alto tendrá el color rojo y el más bajo azul. Como se muestra en el ejemplo a continuación.
2. El segundo paso, es rotar la imagen para verla desde arriba, la imagen es la misma que la anterior, vista desde “arriba”.
3. Después se remueven los espacios entre los “pixeles” y gira el espectro verticalmente con el eje de la frecuencia en dirección ascendente.
4. Este último paso consiste en tomar un grupo de espectros distintos y aplicarles el mismo proceso, para después agruparlos.
En el ejemplo anterior, se ha creado una imagen simple con 20 filas (número de líneas en los espectros) y 12 columnas (número de espectros). Se puede observar también, que uno de los picos ha incrementado su amplitud pasando de verde a amarillo y después a rojo, indicando un cambio en esa frecuencia en particular.
En casos reales y en los ejemplos siguientes, las líneas de resolución van desde 800 a 3.200 y el número de espectros es de alrededor de 2.000.
Ejemplo de caso real: Prensa doble en empresa papelera en Suecia. Espectro de SPM HD (Pulsos de choque en rodamientos)
En este caso real, se utilizaron 1.384 espectros con una resolución de 800 líneas para construir la imagen. Recordemos que la imagen vista está siendo vista desde arriba y la frecuencia se encuentra en el eje vertical. Extrayendo un espectro de esta imagen encontraríamos lo siguiente:
Este ejemplo muestra un periodo de medición de 17 meses con velocidades de operación típicamente entre 8 y 16 RPM.
Si analizamos a mayor detalle esta imagen podemos observar lo siguiente:
La herramienta de ‘Colored Spectrum Overview’ (CSO), tiene diferentes funciones para análisis más avanzado. Por ejemplo, es posible trabajar con diferentes síntomas de falla, como BPFO, BPFI, desbalance o frecuencia de engranaje, etc. También es posible cambiar las unidades de frecuencia de Órdenes entre CPM y Hz con solo un clic sobre el eje para detectar fenómenos que no están sincronizados con las RPM.
Conclusión
A medida que se van instalando más sistemas de monitoreo continuo en la industria, la adquisición de datos se vuelve más sencilla. No así, el análisis de grandes volúmenes de información, pues se vuelve más retador. Las herramientas como ‘Colored Spectrum Overview’ de SPM Instrument nos permiten realizar un análisis más eficaz y en menor tiempo. El poder detectar estos patrones en las mediciones nos facilita ser más asertivos y tomar mejores decisiones en un menor tiempo.
