EL Mantenimiento predictivo en los Buques

Entrevista en COPE Galicia el martes 28/02/17 :

Dentro de las filosofías del mantenimiento, aplicables a los buques, el “predictivo” supone el paso avante en el avance en estas técnicas de mantenimiento. Este sistema intenta identificar averías a lo largo del tiempo, antes de que se produzcan, mediante un calendario de intervenciones eficientes que permitan reducir considerablemente los costes producidos por paradas imprevistas de los buques o por exceso de mantenimiento “preventivo”. Y este último, ¿en qué consiste?

Entre las estrategias de mantenimiento tradicionales, la más conocida es la del “correctivo”, es decir, se aplica únicamente a sistemas que ya han fallado de una manera u otra (se basa en el principio de reparar cuando ya existe avería). Por lo que la reducción al mínimo del mantenimiento correctivo, eliminando los fallos no programados de los componentes o sistemas, es el objetivo del resto de las estrategias de mantenimiento.

Siguiendo con las técnicas, a continuación nos encontramos frente al mantenimiento preventivo. Esta estrategia de mantenimiento consiste en la realización de tareas de inspección que ya han sido programadas y planificadas para su realización con una periodicidad fija basada en horas de operación, con el objeto de reducir la probabilidad de ocurrencia de un modo de fallo. Se trata una estrategia de mantenimiento que se aplica desde hace ya bastante años. Tradicionalmente se decía que un programa bien establecido de mantenimiento preventivo podría suponer un ahorro en torno al 30% de los costes de mantenimiento, respecto a un programa de mantenimiento correctivo puro. Sin embargo, un programa de mantenimiento que siga estrictamente el concepto de mantenimiento preventivo a tiempo fijo lleva consigo una serie de riesgos respecto a la elección de la periodicidad de las acciones de mantenimiento, si esta no tiene una base estadística sólida. Una variante de este mantenimiento preventivo, sería el mantenimiento de búsqueda de fallos. Esta modalidad consistiría en inspecciones o pruebas periódicas basadas en la idea de que los fallos funcionales no son siempre visibles para el operador, y esos fallos «ocultos» deben ser detectados por una acción de mantenimiento antes de que esas funciones sean utilizadas. Estas acciones de mantenimiento están basadas normalmente en el tiempo, pero a diferencia del mantenimiento a tiempo fijo, que impide o retarda la ocurrencia de los modos de fallo, el mantenimiento de búsqueda de fallos descubre los fallos funcionales. Este tipo de mantenimiento se aplica normalmente a los sistemas o equipos de reserva, sistemas de emergencia, etc., cuya incapacidad de operar puede causar problemas operativos o de seguridad que no son aceptables. Ejemplo: Realizar prueba operativa del diesel-generador de emergencia cada cuatro meses.

Figura 2 (Fuente: Preditec)

Y ya conocidos los tipos de mantenimiento tradicionales, llegamos al mantenimiento “predictivo”, también conocido como mantenimiento “basado en la condición” o “por síntomas”. La realidad industrial está caracterizada por la enorme necesidad de explotar eficaz y eficientemente la maquinaria instalada, e izar a niveles superiores la actividad del mantenimiento. La estrategia del predictivo consiste en la realización de acciones de mantenimiento para obtener datos del sistema o equipo, cuando la tecnología permite determinar y conocer la tendencia de la condición de la maquinaria a través del análisis de los datos, en lugar de abrir e inspeccionar el sistema. La idea que existe detrás de este concepto es que una máquina “problemática” dará alguna señal de aviso temprana, indicando que está comenzando a producirse uno de sus modos de fallo. Estas señales, que pueden ser obtenidas en medidas de vibraciones o temperatura (entre otros sistemas), pueden ser analizadas para observar sus tendencias, y de esta forma ligarlas a un modo de fallo particular, con el objeto de ser utilizadas para determinar el comienzo de ciertos modos de fallo. El objetivo del “predictivo” es la eliminación de los fallos de la maquinaria, suministrando los datos necesarios para la programación de las acciones de mantenimiento. Las tecnologías de mantenimiento predictivo incluyen, pero no están limitadas, a análisis de vibraciones, termografía, espectrografía de líquidos refrigerantes y lubricantes (análisis de aceites), ferrografía, ultrasonidos y técnicas de alineación láser.

El que el mantenimiento predictivo suponga un éxito en un buque, va a depender de que los equipos que se seleccionen para ser estudiados, sean claros candidatos a ser mantenidos por alguna de las técnicas de mantenimiento predictivo; y de que se elija la tecnología adecuada (de predictivo) a aplicar en cada caso.

ANÁLISIS DE VIBRACIONES:

El análisis de vibraciones es la herramienta básica en la que se fundamenta el mantenimiento predictivo. Se basa en el principio de que toda máquina, cuando funciona correctamente, posee un mínimo nivel de vibraciones y ruidos, debido a los pequeños defectos de fabricación. Esto podría considerarse como el “estado básico” o “Nivel Base” característico de esa máquina en su funcionamiento satisfactorio. Por ello, cualquier defecto de esa máquina llevará asociado un incremento del nivel de vibración, detectable mediante una medición, y que indicará un cambio en la vibración, que a su vez producirá una firma característica que permitirá la identificación de la avería.

Figura 3

La implantación de este sistema requiere el poder captar y cuantificar las vibraciones mediante un “captador” de vibraciones. El captador puede ser de desplazamiento (amplitud), velocidad o aceleración, según el parámetro que interese medir. Y a continuación se deben asignar niveles de alarma y fallo, para poder comparar el espectro obtenido en la máquina con el espectro de la firma característica del equipo.

Destacar que estamos ante una técnica que no es nueva. El análisis de vibraciones se aplica con eficacia desde hace más de 30 años en máquinas rotativas. En 1984, se comenzaron a emplear equipos digitales en tiempo real y capacidad de almacenamiento (analizadores-colectores) y tratamiento en software para PC.

Mediante el análisis de vibraciones aplicado a la maquinaria rotativa se pueden diagnosticar con precisión problemas de desequilibrio, desalineación, holguras, roces, ejes doblados, poleas excéntricas, rodamientos y engranajes. Y los equipos que se podrían estudiar abarcarían las turbinas de vapor y de gas, bombas centrífugas, ventiladores, motores eléctricos, compresores rotativos, de tornillo y alternativos, agitadores, mezcladoras…

Figura 4

TERMOGRAFÍA INFRARROJA:

La Termografía Infrarroja es una técnica que permite medir y visualizar temperaturas de superficie con precisión. Las cámaras termográficas son capaces de medir la energía con sensores infrarrojos, capacitados para «ver» en estas longitudes de onda. Esto permite medir la energía radiante emitida por los objetos y, por consiguiente, determinar la temperatura de la superficie a distancia, en tiempo real y sin contacto. Destacar que la gran mayoría de los problemas y averías en el entorno naval están precedidos por cambios de temperatura que pueden ser detectados mediante la monitorización de temperatura con sistema de termografía por Infrarrojos.

La termografía por infrarrojos es una técnica de inspección de probada eficacia en el mantenimiento de equipos eléctricos, mecánicos y de proceso térmico. La visualización de imágenes térmicas denominadas «termogramas» junto con la capacidad de medida radiométrica de temperatura superficial sin contacto, hacen de esta técnica la herramienta más potente para localización y evaluación de defectos de «puntos calientes» en mantenimiento eléctrico, mecánico y equipos de proceso térmico.

Las aplicaciones de las inspecciones termográficas en planes de mantenimiento predictivo son intercambiadores, depósitos, conducciones, válvulas, calderas, rodillos, etcétera.

Figura 5 (Fuente: Preditec)

ULTRASONIDOS:

Los ultrasonidos permiten detectar fricción en máquinas rotativas, fallas y/o fugas en válvulas, y pérdidas de vacío. El sonido cuya frecuencia esté por encima del rango de captación del oído humano se considera ultrasonido. Casi todas las fricciones mecánicas, y fugas de presión o vacío, producen ultrasonido en un rango aproximado a los 40 Khz. Estas son frecuencias con características muy aprovechables en el mantenimiento predictivo, puesto que las ondas sonoras son de corta longitud atenuándose rápidamente sin producir rebotes. Por esta razón, el ruido ambiental por más intenso que sea, no interfiere en la detección del ultrasonido. Además, la alta direccionalidad del ultrasonido en 40 Khz permite localizar con rapidez y precisión la ubicación del defecto. La aplicación del análisis por ultrasonido se hace indispensable especialmente en la detección de defectos existentes en equipos rotantes que giran a velocidades inferiores a las 300 RPM, donde la técnica de medición de vibraciones se transforma en un procedimiento ineficiente.

Esta técnica permite la supervisión de rodamientos y engranajes, incluso de aquellos que funcionan con poca carga y a cualquier velocidad de giro.

Figura 6 (Fuente: Preditec)

 CONCLUSIONES:

Las operaciones de mantenimiento preventivo, a intervalos fijos, tienen como consecuencia trabajos innecesarios que elevan los costes de mantenimiento y aumentan el riesgo de averías por errores humanos en las reparaciones innecesarias. Por ello, la estrategia predictiva, basada en el estado de la maquinaria del buque (de su condición), parece mucho más adecuada, si bien exige un buen sistema de monitorizado de la condición. Las tecnologías de la información actuales permiten que desde oficinas en tierra se puedan realizar diagnósticos predictivos en remoto, incluso online, para optimizar las operaciones de mantenimiento y así conseguir el máximo rendimiento del buque.

Es importante el tener en cuenta que la productividad de un buque aumentará en la medida que sus averías disminuyan a lo largo del tiempo. Para lograr esto, es necesario contar con la estrategia de mantenimiento más apropiada, y con el personal capacitado tanto en el uso de las técnicas de análisis y diagnóstico de averías como en el conocimiento de las características de diseño y funcionamiento de las máquinas. Y desde luego, entre las técnicas de análisis más utilizadas hoy en día, destaca la del análisis de vibraciones.

La mayor de las dificultades que existe en la actualidad para mantener un sistema de monitorizado de maquinaria en un buque, es la habitual inexistencia de analistas expertos de predictivo a bordo del mismo, o incluso en las instalaciones de tierra de los armadores. Existe por lo tanto una falta de analistas, a bordo de los buques, que puedan confirmar de manera inmediata los diagnósticos que requieran mediciones adicionales. Todo ello implica que sería interesante que los sistemas contaran con funciones de diagnóstico automático u “online”, para la detección de las averías más graves y que exijan acciones urgentes (sería incluso muy interesante el que estas averías se pudieran detectar con semanas, incluso meses de antelación, mediante la toma de datos de vibraciones y su procesamiento posterior). Y para alcanzar este fin, ayudará, y mucho, el que los sistemas de mantenimiento predictivo basados en consolas portátiles de vibración, vayan evolucionado hacia sistemas automáticos que no requieran de intervención humana en la fase de toma de datos (recolección automática de los datos de vibración). Y esto a su vez repercutirá en reducción de los costes de mano de obra para el armador. Además, si se automatiza y simplifica la logística de la toma de datos de vibración, se reducirán costes (en los que hoy se gasta poco), al no ser necesario personal de mantenimiento predictivo a bordo.

Figura 7

Hasta que se alcance ese punto de automatización máxima (u online), jugará un papel muy importante el adiestramiento del personal en estas técnicas, es decir, su formación. Se trata de un factor fundamental para asegurar que la calidad de los datos tomados con estas técnicas de predictivo, sea la idónea. Por ello hay que aprovechar la calidad de empresas tipo «Preditec», que tienen programas a medida para formar a los marinos, para que los resultados del predictivo sean satisfactorios.

Adicionalmente, los sistemas de diagnóstico predictivo facilitarán al personal del buque información sobre los riesgos presentes y futuros que podrían provocar pérdidas de disponibilidad de las máquinas del buque, o simplemente pérdidas de rendimiento de las mismas.

El beneficio de estos sistemas se traducirá en la inmediata detección e identificación de averías. Pero como se ha comentado a lo largo de este artículo, un sistema de monitorizado no ha de basarse exclusivamente en la información de las vibraciones, sino que deben tenerse en cuenta otros tipos de equipos (termografías, análisis de aceites, ultrasonidos, etcétera).

Para ir terminando me gustaría destacar que algunas sociedades de clasificación de buques han desarrollado programas de aprobación para reconocer a las compañías proveedoras de servicios de monitorización en buques, como es el caso del programa número 416 de DNV-GL.

Y para finalizar, y cambiando totalmente de escenario, me gustaría indicar que este año, la décima edición de Fevino, el Salón Profesional del Vino en Ferrol, se celebrará los próximos 3 y 4 de abril en Exponav. Se trata de un evento en el que participarán cerca de 200 bodegas, con el que Exponav pretende convertir al museo en un local abierto para todo tipo de manifestaciones de la ciudad. Y sobre todo teniendo en cuenta que este año en la feria también estará presente el arte, a través de la exposición «Inspirados por el vino«, que acercará al público obras de Picasso, Dalí, Tàpies, Andy Warhol o Roy Lichtenstein. El organizador del evento, Fernando Yáñez (gerente de DeUva), ha conseguido traer a Galicia por primera vez esta exposición, que forma parte del Museo Dinastía Vivanco y que podrá visitarse entre el 1 de marzo y el 23 de abril, en la sala Carlos III de Exponav. En la muestra podremos encontrar 60 obras de arte de Andy Warhol, Marc Chagall, Alberto Durero, Salvador Dalí o Pablo Picasso.

«INSPIRADOS EN EL VINO. MAESTROS DEL GRABADO EN LA COLECCIÓN VIVANCO» proyecta la evolución que ha vivido el grabado desde el siglo XV hasta nuestros días a través de la particular mirada de artistas de épocas muy diferentes. El nexo de unión de todas las estampas radica en que detrás de la lucidez artística de todos los creadores, aparece de alguna forma representado el universo del vino, fiel reflejo de esa coexistencia secular entre esta bebida y las vivencias y expresiones de la humanidad. Las obras que pueden contemplarse en la muestra forman parte de una de las colecciones más importantes que la familia Vivanco ha integrado en su Museo de la Cultura del Vino y que en la actualidad supera las 300 estampas, con joyas del grabado clásico de autores como Mantegna, Durero o Rembrandt u otras contemporáneas que se pueden disfrutar en la exposición permanente de artistas como Pablo Picasso, Joan Miró, Juan Gris, Roy Lichtenstein o Eduardo Chillida.

¡Hasta dentro de dos semanas!