Nueve Minutos de Conocimiento  

El poder de dos: Tecnologías CBM de Infrarrojos y Ultrasonido

Adrian Messer
Adrian Messer | Gerente de Operaciones en Estados Unidos, UE Systems

El monitoreo basado en condición (CBM), o el proceso de mantenimiento donde la condición o “salud” de una máquina es monitoreada para detectar los primeros signos de falla inminente, es como miles de plantas en todo el mundo están ahorrando miles de millones de dólares al año. La predicción temprana de las enfermedades de la máquina es esencial para reducir el desperdicio de energía y eliminar el tiempo de inactividad, al tiempo que aumenta la producción, así como la disponibilidad de activos. Establecer un programa de mantenimiento predictivo eficaz que utilice tecnologías potentes y precisas como el ultrasonido y el infrarrojo permite la máxima rentabilidad a través de la capacidad de ver y escuchar áreas de preocupación que nunca antes habíamos evaluado con precisión, resultados oportunos, otorgando una enorme ventaja sobre las prácticas de mantenimiento predictivo estándar.


La potencia combinada:El Mantenimiento Basado en Condición no es nada nuevo para la industria.Hoy en día, cada empresa está utilizando al menos un sistema para inspeccionar posibles problemas dentro de las operaciones de la planta.Lo que es relativamente nuevo en la industria, sin embargo, es el uso de la potencia combinada de múltiples tecnologías como ultrasonido e infrarrojos.

Desde que nacimos, se nos han enseñado que si no puede verlo o escucharlo, no está ahí. A través del ultrasonido y el infrarrojo, somos capaces de eliminar esta idea de nuestras mentes y extender nuestros sentidos y resolución de problemas creativos a través de tecnologías que han sido desarrolladas para ver y escuchar todo lo que no podemos.

La combinación de métodos de ultrasonido y pruebas infrarrojas es la forma más segura y poco intrusiva de pruebas que permite a los inspectores ver, oír y registrar fácilmente áreas de preocupación que han sido difíciles de detectar antes, extendiendo la capacidad de diagnosticar con precisión todos los posibles fallos dentro de una planta.

La combinación de imágenes térmicas infrarrojas y el ultrasonido se puede utilizar con una amplia gama de equipos y operaciones de la planta, incluyendo inspección de aeronaves, inspecciones de rodamientos y sistemas mecánicos, inspecciones eléctricas, arco eléctrico, pruebas y mantenimiento de trampas de vapor, condición del rodamiento, condiciones de roce, bombas/motores, falta de lubricación, trampas de vapor, equipos de conmutación, transformadores, relés, barras de bus de potencia, inspecciones eléctricas de subestación, sistemas de distribución eléctrica, inspecciones de motores eléctricos, línea de proceso de refinería detección de pérdida o fuga de aislamiento, evaluaciones de calidad y eficiencia del intercambiador de calor, evaluaciones de equipos hvac e incluso inspecciones de plagas en la plaga. Estos son sólo unos pocos.

El punto es claro: casi cualquier industria, especialmente las plantas, puede beneficiarse del uso de tecnologías de ultrasonido e infrarrojos. Es una potencia que puede predecir fallas en las máquinas antes de que se vuelvan inmanejables: detectar puntos débiles, fugas, rodamientos desgastados, sobrecalentamiento de equipos y maquinaria eléctrica, y mucho más.

Para todas las industrias que aprovechan la inteligencia predictiva combinada, la ventaja es que el fallo de la máquina se puede gestionar eficazmente antes de su carrera al fallo a través de la tecnología de detección que es más adecuada para la aplicación. Cuando una máquina es inspeccionada usando la instrumentación de detección incorrecta, se cierne la posibilidad de que los problemas potenciales pasarán desapercibidos, permitiendo que el equipo funcione hasta que llegue a la fusión. A menudo, este daño es mucho más involucrado de lo que habría sido si se hubiera manchado y manejado en su etapa de advertencia más temprana usando ultrasonido o infrarrojo. De hecho, los costos pueden inflarse hasta 5 a 40 veces más alto después de la falla de la máquina. La pérdida de ganancias financieras también es significativamente mayor cuando el tiempo de inactividad se extiende en el transcurso de los días, así como estadísticas sobre el desperdicio de energía, el transporte y el acero, que han aumentado de 4 a 20 por ciento en los últimos años.

Los problemas de seguridad presentan una perspectiva completamente diferente sobre el mantenimiento predictivo. Las tasas de mortalidad se estiman en un 42 por ciento como resultado de explosiones, el 14 por ciento de incendios y quemaduras y el 13 por ciento por intoxicación, números que podrían disminuir drásticamente con un mantenimiento predictivo preciso, como se ve en las plantas que utilizan estadísticas de mantenimiento, presentación de informes por debajo de la media en todas las categorías, así como mayores márgenes de ganancias.


Ultrasonido integrado e infrarrojos – el poder de dosChuck Peterson, presidente y propietario de PPM, “Peterson’s Predictive Maintenance”, vio la oportunidad que estos recursos combinados tenían que ofrecer, y comenzó su empresa centrándose en sus beneficios en 2001.La empresa de Peterson promueve prácticas y equipos de mantenimiento predictivo, y organiza seminarios educativos que enseñan técnicas.Seis años después de su creación, Peterson ha demostrado estar correcto en sus estimaciones para el potencial de CBM combinado, ahorrando a las corporaciones líderes de la industria cientos de miles de dólares al año.

Durante Ultrasound World III, la conferencia más importante de la nación centrada en la tecnología de inspección por ultrasonido, Peterson fue invitado a hablar sobre la integración de tecnologías de ultrasonido e infrarrojos. Sus teorías sobre la conservación de la energía y el ahorro monetario le han traído clientes como Boeing, Kroeger y Abengoa. También apoya operaciones de entrenamiento en infrarrojos para aproximadamente 25 hospitales en Kansas.

Peterson cita varios ejemplos de cómo estas tecnologías combinadas pueden ayudar a reducir significativamente el potencial de fallas en la mayoría de las aplicaciones de la planta, ahorrando a las empresas días o a veces semanas en tiempo de inactividad. Algunos de estos estudios incluyen los siguientes:


Detección de fallas de rodamientosEs un hecho que el rodamiento falla.Específicamente para motores, la mayoría funciona con calentamiento debido a una sobrecarga por el arrastre del rodamiento, probablemente causado por rodamientos sobre-engrasados.
Las imágenes térmicas infrarrojas mostrarán signos inmediatos de que el motor está sobrecargado, mientras que el ultrasonido puede identificar el problema exacto y determinar cuánta grasa se debe aplicar a un motor.Después de detectar el problema a través de infrarrojos y luego escuchar el rodamiento dañado a través de ultrasonido, los inspectores pueden asegurarse de que el motor funciona en frío y el calor está distribuido uniformemente – asegurándose de que el centro del motor es la única parte de la máquina que está caliente , eliminando así el sobrecalentamiento y la eventual falla.


DesalineamientosComo suele ocurrir durante la inspección, varias máquinas pueden parecer que funcionan bien.Sin embargo, cuando se comprueba de cerca, puede notar un poco de vibración u otras causas de alarma.La inspección infrarroja puede mostrar una desalineación, lo que indica que los rodamientos cercanos al acople están calientes y el centro de acople está mostrando calor donde no debe estar caliente en absoluto.
Después de que este problema se detecta con infrarrojos, el ultrasonido podría escuchar rápidamente el problema en ambos rodamientos cercanos al acople.
Esto permite a los inspectores actuar inmediatamente sobre la preocupación con la justificación de que ambas herramientas de detección encontraron fallas dentro del sistema.

Desde conexiones sueltas o sucias donde una cámara infrarroja puede detectar áreas de preocupación a través de la decoloración del calor mientras el ultrasonido oye arcos en la conexión suelta, hasta clips de fusibles sueltos donde el ultrasonido rastrea la holgura del fusible y el infrarrojo puede detectar que los clips de fusible han perdido tensión o donde el cable en el fusible parece suelto, ambas tecnologías se complementan entre sí de varias maneras, ayudando a los inspectores a determinar los próximos pasos más apropiados, ya sea tendencia e informes a lo largo del tiempo o parte inmediata ajuste o reemplazo.


Casos prácticos:Chevron USA, Perth Amboy NJ, tiene de seis a ocho mil trampas de vapor en toda la planta.La planta genera cerca de 500.000 lb/h de vapor.Una auditoría de trampa de vapor con ultrasonido e infrarrojo reveló que la tasa de fallas de trampa fue de hasta 28%.  Debido a este descubrimiento, la refinería ha aumentado su confiabilidad de la trampa de vapor en un 15% dentro de dos años después de que la tecnología de ultrasonido se puso en uso como complemento del infrarrojo.
La reducción de las pérdidas de vapor está ahorrando al menos $50,000 al mes.

Como otro ejemplo de cómo estas tecnologías se complementan entre sí, Peterson señala que cuando una gran planta con la que trabajó se paraba por una tarde, utilizaban un estetoscopio regular y captaban un ruido de rodamientos en una máquina que funcionaba a baja velocidad. El alojamiento que escuchaban contenía dos rodamientos a un costo de $1,500 cada uno. Su estetoscopio no podía determinar cuál rodamiento estaba dañado. Con la planta de nuevo en funcionamiento al día siguiente, y todas las demás máquinas funcionando, utilizaron ultrasonido en combinación con infrarrojos para probar la máquina en cuestión mientras se opera a máxima velocidad. El ultrasonido identificó el rodamiento delantero como el culpable, mientras que el rodamiento trasero estaba en buenas condiciones. Las imágenes térmicas infrarrojas reconocieron el mismo problema a través de la decoloración en el rodamiento debido al calor. Inmediatamente reemplazaron sólo el rodamiento delantero a un costo de $1,500, y volvieron a la producción mucho antes de lo que habría sido si hubieran reemplazado ambos rodamientos.

Otro ejemplo interesante de CBM combinado a través de ultrasonido e infrarrojo es señalado por Peterson a través de una de las mayores empresas de construcción en el suroeste de los Estados Unidos. Esta compañía utiliza actualmente ultrasonidos para comprobar los sistemas hidráulicos en equipos de movimiento de tierra, grúas torre, etc., mientras que utiliza infrarrojos para medir cualquier falla con todas sus bombas y motores.  Recientemente, diez minutos de mantenimiento predictivo evitaron la destrucción de dos bombas por un valor de $2,000 cada una al indicar sobre la lubricación de los rodamientos dentro de los motores. Este diagnóstico ahorró a la empresa una serie de pérdidas potenciales: dos o tres días de tiempo de inactividad, el costo de ocho horas de tiempo de mantenimiento (a las tarifas de horas extras), los cargos de flete aéreo para volar en nuevas bombas, e incluso la posibilidad de una penalización por el retraso en completar el proyecto.

Evite posibles catástrofes con infrarrojos y ultrasonidos

Mediante la combinación de estas dos tecnologías, los gerentes de planta pueden evitar fácil y rápidamente posibles eventos catastróficos mientras mantienen las operaciones de planta lo más eficientes posible. Como advertencias tempranas de peligro potencial, disminución de la producción y tiempo de inactividad, tanto el ultrasonido como el infrarrojo ofrecen calidad y diagnósticos precisos para garantizar la productividad, la seguridad y la rentabilidad, lo que permite a las plantas mantenerse un paso por delante del potencial de fallo en todo momento.

Medio Ambiente – La lucha contra los desperdicios monetarios:

Miles de millones de dólares se pierden cada año por el desperdicio total de energía. De hecho, el año pasado se estimó que se perdieron 3.200 millones de dólares debido a la mala conservación de la energía a través de fugas de aire comprimido por sí sola. Otra forma de relacionar esa cifra, y lo que la mayoría de las empresas no se dan cuenta, es que la pérdida financiera total por fugas de aire comprimido puede ascender al 40% de su factura de electricidad. Un gran porcentaje de eso se puede guardar y utilizar como ganancia financiera de la empresa con la tecnología combinada de ultrasonido e infrarrojos.

Hay otra ventaja en el uso de ultrasonidos y tecnologías infrarrojas. Es una manera para que las organizaciones “se vuelvan verdes”.  Además del beneficio del aumento monetario, la conservación de la energía es una necesidad sanitaria mundial, especialmente ahora con la agitación política que está agitando en lo que respecta al calentamiento global. Mediante la utilización de las tecnologías combinadas de ultrasonido e infrarrojos, se produce una disminución significativa de los residuos de energía, que es un esfuerzo medioambiental para controlar la cantidad de combustibles desperdiciados, y para controlar las condiciones que se presentan como peligros alarmantes .