SKF Insight technology has been tested in the wind power industry.

El futuro de la monitorización de estado

La tecnología SKF Insight marca un nuevo hito en la monitorización de estado al medir parámetros que detectan condiciones operativas potencialmente dañinas en lugar de fallos incipientes. El factor clave que ha permitido convertir esta tecnología en realidad ha sido la integración en el rodamiento de un conjunto de sensores inalámbricos que hacen que el cliente, más que pronosticar fallos, pueda planificar una intervención de carácter preventivo.

Autor:
Donald Howieson, Jefe de negocio, SKF (UK) Limited, Livingston, Escocia

Monitorización de estado Diseño Suministro de electricidad, gas y agua Maquinaria y equipo Mantenimiento Cojinetes lisos Ferrocarriles Fiabilidad

Resumen

La monitorización de estado ha dado un paso de gigante con la tecnología SKF Insight. Al combinar sensores, abastecimiento energético, diagnóstico y comunicaciones, e integrarlo todo en el rodamiento, la monitorización de estado puede llegar ahora a aplicaciones previamente inaccesibles. Con sólo detectar condiciones operativas que pueden derivar en averías, el coste total de propiedad de un rodamiento puede reducirse radicalmente, ya que se puede intervenir antes de que los daños se materialicen. La tecnología SKF Insight es posible gracias a que nuestros ingenieros tienen en cuenta el ciclo de vida total de un activo cuando diseñan un rodamiento.

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Donald Howieson, Donald.Howieson@skf.com

Esta innovación tecnológica es la culminación de más de 100 años de dilatada experiencia en aplicaciones de rodamientos y 30 años de veteranía en el campo de la monitorización de estado. SKF combina la gestión del ciclo de vida de sus plataformas tecnológicas y sus conocimientos industriales para comprender y satisfacer las necesidades de sus clientes.

Con esta filosofía en mente, SKF quiso desarrollar un conjunto de sensores energéticamente autónomo que pudiera transmitir las condiciones operativas reales a las que está sometido un rodamiento. Tras una extensa labor de I+D para superar los retos que suponía la miniaturización, la generación de energía y el desarrollo de un conjunto de sensores y electrónica únicos en su clase, la tecnología SKF Insight debutó oficialmente en la Hannover Messe de 2013. Con esta tecnología, la monitorización de estado se vuelve autónoma: se autoabastece y puede comunicarse por Internet, por lo que podrá utilizarse en lugares hasta ahora impensables.

El proyecto nació al constatarse que muy pocos rodamientos fallan si operan bajo condiciones de funcionamiento normales. En realidad, la mayoría de las averías que se producen durante el servicio son fruto de un uso incorrecto, alguna negligencia, problemas de lubricación o condiciones operativas no previstas cuando se diseñó la máquina o se seleccionó el rodamiento. Los ingenieros de SKF se preguntaban qué pasaría si un rodamiento fuera capaz de analizar su entorno operativo (las cargas reales que se le pide que soporte, la calidad de la lubricación, la temperatura, etc.) y pudiera transmitirle estos datos al operario de la planta y/o al fabricante de la máquina a través de Internet. Al monitorizar las condiciones operativas, se pueden identificar y corregir aquellas que sean dañinas, reducir el coste total de propiedad, alargar la vida útil del equipo y evitar que se produzcan fallos caros y perjudiciales.

La monitorización de estado tradicional intenta detectar signos de fallo prematuros midiendo los niveles de vibración. Un rodamiento empieza a producir señales de vibración cuando se desprenden pequeños fragmentos de acero de los caminos de rodadura de los aros o de los elementos rodantes. Lo malo es que, para cuando esos daños son detectables, ya es demasiado tarde y el final de la vida de servicio del rodamiento suele estar cerca.

En cambio, la tecnología SKF Insight integra sensores en el rodamiento para monitorizar parámetros críticos que pueden conducir a una avería prematura, por ejemplo la contaminación del lubricante o cargas o temperaturas excesivas (figs. 1 y 2). Si se eliminan estas anomalías se puede evitar la avería. La misma tecnología puede usarse también con fines positivos: al verificar la integridad de una instalación y comprender mejor el entorno operativo, se puede prolongar la vida útil de una máquina o aumentar su potencia inicial de diseño.

Combinar tecnologías
Durante muchos años, se ha considerado que los rodamientos eran el “corazón” de cualquier maquinaria giratoria. Ahora SKF los ha convertido también en su “cerebro”. SKF Insight es una tecnología capaz de monitorizar las condiciones reales de trabajo de los rodamientos en una aplicación concreta. Sensores incorporados miden las cargas, condiciones de lubricación, velocidad, vibraciones y temperatura del entorno de la aplicación (fig. 3).

Los algoritmos y sistemas de diagnóstico SKF interpretan esos datos en términos de severidad de las condiciones de trabajo, o del grado en el que se apartan de las previstas en el diseño original. También pueden identificar cargas excesivas, desviaciones de servicio, contaminación del lubricante y problemas de lubricación para que las condiciones operativas puedan modificarse y así evitar daños antes de que se produzcan. Este conjunto de sensores y algoritmos se ha denominado SKF Insight por lo que ofrece: un examen introspectivo de las condiciones operativas y de cómo éstas pueden afectar a la fiabilidad de la instalación.

La tecnología de comunicación inteligente incorporada dentro del rodamiento permite su comunicación con entornos en los que no funciona el Wi-Fi tradicional. Los rodamientos con tecnología SKF Insight crean redes inteligentes, que se comunican entre sí a través de un portal inalámbrico para enviar información relevante sobre su estado. El portal puede ser exclusivo de la máquina o de la planta. El cliente puede acceder a la información del sistema mediante SKF @ptitude, o dicha información puede enviarse a los Centros de Diagnóstico Remoto de SKF a través de la nube de SKF (fig. 4). Desde allí, los registros e informes están a disposición del operario de la planta, el fabricante de la máquina, SKF, o cualquier otra persona autorizada con acceso a Internet. Las partes podrán acceder a los datos de monitorización de estado en tiempo real. SKF Insight proporciona al cliente más control que nunca en la planificación del mantenimiento de su maquinaria y en la optimización de su funcionamiento.

Al combinar la tecnología SKF Insight con el diagnóstico de los equipos asociados y servicios de mantenimiento de los rodamientos, la información relativa a las condiciones operativas reales se envía a servidores en la nube para que sean diagnosticadas a distancia.

Antes de SKF Insight, las técnicas de monitorización de estado sólo permitían detectar el daño cuando éste se hubiera producido. Ahora, al colocar sensores directamente en el rodamiento, SKF puede identificar el riesgo de avería antes de que se produzca, y con esta información el cliente puede adoptar medidas correctivas para evitar posibles daños en el rodamiento (añadiendo lubricante, mitigando sobrecargas puntuales, etc). SKF Insight permite medir las cargas que realmente afectan al rodamiento en lugar de las previstas en el diseño. Esta información es muy valiosa y puede remitirse al personal de desarrollo para que mejore el diseño del sistema y del rodamiento.

Mejorar la accesibilidad
Uno de los objetivos de la tecnología SKF Insight es ampliar la aplicabilidad y accesibilidad de la monitorización de estado, en especial en aplicaciones previamente inaccesibles. Este es uno de los motivos por los que la tecnología se ha ensayado en industrias exigentes como la eólica (fig. 5), la ferroviaria (fig. 6) y la siderúrgica.

Los parques eólicos pueden estar situados en lugares apartados y de difícil acceso. SKF trabaja con los clientes para integrar la tecnología SKF Insight y desarrollar un rodamiento inteligente para la monitorización de las turbinas eólicas. Esta tecnología puede transmitir, de forma inalámbrica, información dinámica sobre el entorno real del rodamiento, proporcionando datos sobre cargas y condiciones de lubricación. El coste que supone cambiar el rodamiento principal de una turbina eólica en una aplicación en alta mar puede hacer que se desestime el proyecto de instalación. Por tanto, tiene lógica poder estudiar las cargas y condiciones reales de lubricación durante el funcionamiento, y adoptar medidas para eliminar las condiciones de trabajo perjudiciales. También permitiría hacer funcionar la turbina fuera de sus límites de diseño cuando las condiciones de carga y lubricación fueran favorables. Es frecuente que las condiciones de trabajo que más acortan la vida útil sean las no incluidas en las características de diseño.

En la industria ferroviaria, SKF integra componentes inteligentes y ofrece soluciones de monitorización de los sistemas de rueda. Reciben la energía por la rotación del rodamiento, pudiendo comunicar de modo inalámbrico el estado del mismo. En esas aplicaciones, SKF Insight constituye un modo rentable de recopilar datos de la monitorización de estado y de organizar y planificar el mantenimiento de una forma optimizada.

De forma similar, en el entorno exigente y hostil de la industria siderúrgica, SKF ha desarrollado una solución de rodamientos inteligente que puede monitorizar y comunicar de modo inalámbrico los parámetros clave utilizados para controlar y optimizar el proceso de producción de acero. Con ella se ha supervisado con éxito el estado y entorno operativo de los rodamientos en una máquina de colada continua mediante sensores inalámbricos energéticamente autónomos; un entorno en el que, sencillamente, resulta imposible recurrir a cables y sensores externos.

Conclusión
El objetivo del actual desarrollo tecnológico de SKF es reducir el impacto medioambiental de un equipo durante su vida de servicio, tanto en lo que respecta a su propio funcionamiento como a las actividades del cliente. La tecnología SKF Insight contribuirá a extender el uso de la monitorización de estado, especialmente en aplicaciones antes inaccesibles. El mantenimiento puede planificarse antes de que la monitorización de estado convencional detecte los primeros signos de avería. Al actuar proactivamente para suprimir las condiciones dañinas, más que detectarse, las averías pueden eliminarse. Si se recurre a un rodamiento de SKF con tecnología SKF Insight integrada, el coste total de propiedad puede reducirse de manera radical. Esto es especialmente cierto para aplicaciones en las que debe monitorizarse un gran número de puntos a lo largo de una superficie considerable. Un rodamiento con SKF Insight también proporciona las ventajas típicas que se asocian a soluciones similares de monitorización no integradas, como un mantenimiento mejor planificado y más económico, optimización de los recursos humanos, más eficiencia operativa y la práctica eliminación de paradas imprevistas y fallos nocivos.

SKF Insight es una marca del Grupo SKF.
SKF @ptitude es una marca registrada del Grupo SKF

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