El nuevo sistema inalámbrico de SKF supera obstáculos de instalación y amplía las aplicaciones de la monitorización de la condición de las máquinas.

Tecnología

En la industria, la tecnología de monitorización de la condición se ha usado durante muchos años para optimizar el mantenimiento y la producción, y evitar así paradas imprevistas a fin de incrementar la productividad general. El principal parámetro usado por esta tecnología es la vibración, debido a su relación directa con el estado de la maquinaria rotativa y su gran valor para el diagnóstico.

Los instrumentos utilizados para la recopilación de datos generalmente son equipos portátiles para programas de «ronda», manuales o sistemas en línea instalados permanentemente que recogen y almacenan automáticamente los datos. El uso de equipos de instalación permanente está muy arraigado, especialmente en máquinas de importancia crítica para la producción. No obstante, quedan varias barreras que obstaculizan una implantación más amplia, entre ellas:

• costes de instalación elevados, especialmente en zonas peligrosas
• insuficiente justificación del uso de un sistema permanente en ciertas máquinas complementarias
• maquinaria móvil en la que no es posible usar cables fijos.

VENTAJAS DE LA TECNOLOGÍA INALÁMBRICA
SKF ha usado la tecnología inalámbrica para superar estas barreras y facilitar aplicaciones antes poco prácticas, como instalaciones temporales para la localización de averías y monitorización remota.

La tecnología inalámbrica elimina la necesidad de cables fijos para las comunicaciones y reduce radicalmente las longitudes de los cables de los sensores. Entre sus ventajas pueden citarse costes de instalación reducidos, movilidad/portabilidad, operación libre, comodidad y fiabilidad.

RETOS DE LA MONITORIZACIÓN DE VIBRACIONES INALÁMBRICA
La monitorización de las vibraciones implica unas demandas únicas en su género en los dispositivos inalámbricos, redes y componentes asociados. Se necesita un gran ancho de banda, debido a las cantidades relativamente grandes de datos que tienen que enviarse por la red inalámbrica. Los dispositivos alimentados con pilas precisos para el suministro energético deben cumplir unos requerimientos de larga vida de servicio. Los dispositivos y sensores, al igual que los componentes de la red inalámbrica, también deben superar las condiciones existentes con frecuencia en entornos industriales, como la exposición a agua, temperaturas elevadas, interferencia eléctrica, clasificaciones de zona peligrosa, obstrucciones, ubicación física y distancia. En la comunicación inalámbrica la seguridad es imprescindible.

ESTADO ACTUAL DE LA TECNOLOGÍA INALÁMBRICA
Hay varias tecnologías inalámbricas disponibles. En la actualidad la más apropiada para aplicaciones de monitorización de la condición es la 802.11 b/g (frecuentemente llamada WiFi). Es la misma tecnología usada en ordenadores portátiles y redes LAN inalámbricas de oficina. También ha encontrado un uso creciente en aplicaciones industriales para monitorizado y en ciertas funciones específicas de automatización. Puede cumplir con las necesidades técnicas de monitorización de la condición (p. ej., gran ancho de banda) y, como opción de infraestructura, ofrece varias ventajas en la seguridad de redes, como implementación de estándares bien conocidos por los departamentos de TI. Su consumo eléctrico es moderado, y las pilas usadas pueden durar uno o dos años sin problemas.

SOLUCIÓN SKF
El sistema SKF Wireless Monitoring System (fig. 1) es autónomo, está alimentado por pilas y utiliza la tecnología WiFi. Puede monitorizar cuatro canales de vibraciones y cuatro entradas de proceso (4-20 mA), además de una entrada de tacómetro. Normalmente, el sistema inalámbrico está programado para activar y efectuar mediciones basadas en un intervalo de tiempo fijo o puede activarse externamente bajo demanda mediante un controlador lógico programable (PLC). El sistema usa acelerómetros estándar, incluyendo los que también tienen una salida de temperatura. Realiza mediciones de vibraciones estándar y con la tecnología de la envolvente de aceleración de SKF, además de almacenar datos dinámicos (espectros FFT y/o forma de onda de tiempo) para diagnóstico. Los datos del sistema inalámbrico se almacenan y analizan en SKF @ptitude, junto con datos de otros dispositivos portátiles o de supervisión en línea de SKF.

CASO REAL: EVITAR UNA AVERÍA CATASTRÓFICA
El sistema inalámbrico de SKF fue una opción excelente para una fábrica de papel, que lo utilizó para evitar con éxito una avería en rodamientos de consecuencias catastróficas. La experiencia indicaba que el coste de averías similares podía estimarse en varios cientos de miles de dólares. Durante controles rutinarios, empleando analizadores de mano, el cliente descubrió que se habían empezado a producir daños en el camino de rodadura del aro más interior de un rodamiento de tres aros montado en la sección de prensa de la máquina de papel. Se había planificado una parada dos semanas más tarde, pero se tenían dudas sobre si el rodamiento podría funcionar hasta entonces. Se instaló un sistema de monitorización inalámbrico (fig. 2) para realizar una supervisión las 24 horas del día y mostrar los datos a los operarios de la máquina. Las principales ventajas del sistema inalámbrico son su instalación sencilla y rápida y la recogida y presentación de datos automatizada.

La pantalla permitía a los operarios supervisar el deterioro del rodamiento cada hora. Los datos resultantes (fig. 3) mostraron que el estado del rodamiento era grave, lo que exigió tomar la decisión de no esperar hasta la parada planificada, sino sustituir el rodillo tan pronto como fuera posible. Un examen subsiguiente confirmaba que el rodamiento estaba tan seriamente dañado que no hubiera durado hasta la parada planificada
(fig. 4). Por tanto, además de evitar una parada prolongada, también se evitaron daños en la envoltura del rodillo y el brazo hidráulico.

CASO REAL: SOLUCIÓN INNOVADORA A UN PROBLEMA EXCEPCIONAL
Uno de los equipos clave de un centro de distribución de productos de venta al detalle, es una grúa apiladora. Se trata fundamentalmente de una grúa robot que se desplaza sobre carriles y manipula automáticamente la entrada y salida de mercancías en lugares de almacenamiento de alta capacidad y eficiencia. Uno de los problemas con que tuvo que enfrentarse el cliente fue el desgaste de los carriles de la grúa (fig. 5), como lo evidenciaban los intensos ruidos que a veces se producían durante el funcionamiento. Debido a que toda la estructura se desplazaba sobre los carriles, imposibilitando el uso de cables fijos, se instaló el sistema de monitorización inalámbrico para identificar ubicaciones específicas desgastadas en el carril. Para ello, el sistema se reguló para recopilar datos de vibraciones durante el desplazamiento de la grúa por toda la longitud del carril. Los valores pico de la señal cronológica (fig. 6) se cotejaron con la posición de la grúa en el carril, para marcar las zonas afectadas.

Gracias al resultado del control, las secciones desgastadas se repararon, en lugar de la alternativa: una sustitución completa de los carriles. Los controles de seguimiento posteriores confirmaron que la reparación había tenido éxito.

CONCLUSIÓN
El WiFi/802.11 b/g es una solución práctica, tanto desde una perspectiva técnica como de coste, y se prevé que su uso aumente rápidamente. La tecnología inalámbrica es un elemento importante en sistemas de monitorización de la condición, y supera obstáculos de aplicación como el coste, la factibilidad y la movilidad. SKF continuará ocupando un puesto en la vanguardia de la monitorización inalámbrica. Es una tecnología innovadora y fiable, que ofrece ventajas a los clientes en aplicaciones nuevas y tradicionales.

TECNOLOGÍA WIFI REFORZADA PARA USO EN ZONAS PELIGROSAS

El SKF Multilog WMx es un dispositivo de monitorización compacto, de ocho canales, que en lugares peligrosos puede capturar, de forma fácil, segura y exacta, datos de aceleración, velocidad y temperatura de los rodamientos.

Este novísimo modelo está certificado para entornos ATEX 2/IEC Zona 2, que le permite usarse en la mayoría de las áreas de industrias de procesado de hidrocarburos, donde no se permite la utilización de sistemas sin certificar. El aparato, que puede alimentarse con pilas, es compatible con sensores estándar certificados para zonas peligrosas. Además, el Multilog WMx soporta la encriptación WEP, WPA o WPA2 para alta seguridad.

El WMx es excelente para maquinaria semicrítica/ complementaria en zonas peligrosas y para localización de averías y monitorización remota.