RESUMEN El análisis de vibraciones hacia las maquinarias y equiposes un factor importante para no tener desajustes cuando este se encuentre en operaciones. La vibración se define como el movimiento oscilante que hace una partícula alrededor de un punto fijo. El análisis de vibraciones, cuando está aplicado correctamente, permite a los especialistas detectar defectos mecánicos nacientes mucho antes que representen una amenaza a la maquinaria y a la producción; El análisis de deformación hacia los equipos deben estar en constante monitoreo ya que desde pequeñas deformaciones pueden crear un problemas que perjudique al equipo. Se denomina deformación a la variación de la distancia relativa entre los puntos de un sólido elástico como consecuencia de una solicitación externa. Esta puede ser visible o prácticamente inadvertible si no se usa los equipos adecuados para detectarlos. Cuando se tiene un equipo operando bajo ciertas cargas esto crea esfuerzos tan grandes en las partes que tenga una discontinuidad del cuerpo geométrico del equipo, concentrando un punto mayor mayor de esfuerzo que puede llegar a ocasionar rupturas o paros en una empresa, para eso se tiene tiene que tener un monitoreo constante del equipo. Concentración de esfuerzos se define como un pico en la intensidad del esfuerzo que ocurre en un punto de discontinuidad geométrica de un elemento sometido a carga. En las maquinas sus mecanismos están en contacto uno a otro creando fricciones y desgastes, algunas veces por la falta de lubricante estos empiezan a fallar y crear problemas continuos hasta llegar aun paro laboral. Lubricante es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de sus moléculas, que es mucho menor. En el caso de lubricantes gaseosos, se puede considerar una corriente de aire a presión que separe dos piezas en movimiento, en el caso de los líquidos, los más conocidos son los aceites lubricantes que se emplean, por ejemplo, en los motores. Los lubricantes sólidos son, por ejemplo, el disulfuro de molibdeno (MoS 2), la mica y el grafito. El monitoreo de la temperatura de los equipos y maquinas maquinas es otro factor importante, ya que teniendo una temperatura estable se tiene un mayor control de estos equipos. El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura. El monitoreo de ruido de las máquinas y equipos, ayuda a prevenir fallas en los equipos. El ruido es el sonido no deseado que se tiene en equipos y esto trae consigo problemas o averías que pueden afectar a la máquina. Análisis por ultrasonido y Ultra-acústica.
ANÁLISIS DE VIBRACIONES, DEFORMACIONES, CONCENTRACION DE ESFUERZOS, DESGASTE DE LUBRICANTE, CALOR Y RUIDO .
4.1
4.1.1
ANALISIS DE VIBRACIONES
En las siguientes líneas trataremos el tema de las vibraciones y su aplicación. Para comenzar, haremos referencia sobre el significado de vibración.
VIBRACIONES: Las vibraciones se definen como el movimiento oscilante que hace una partícula alrededor de un punto fijo. Este movimiento, puede ser regular en dirección, frecuencia y/o intensidad, o bien aleatorio, que es lo más corriente. Los tipos de vibraciones mecánicas son: Vibración libre: causada cuando un sistema vibra debido a una alteración instantánea. Vibración forzada: causada cuando un sistema vibra debida a una alteración constante y de este tipo son las vibraciones mecánicas. El análisis de vibraciones ha tomado cada vez mayor fuerza en el monitoreo de las maquinarias en una industria ya que la medición de vibración y su análisis son las bases del Mantenimiento Predictivo y Preventivo; con el fin de levantar las alertas correspondientes y analizar su comportamiento. La forma de vibración de una máquina en operación da mucha más información acerca del funcionamiento interno de la máquina que cualquier otra clase de prueba no destructiva. El análisis de vibraciones, cuando está aplicado correctamente, permite a los especialistas detectar defectos mecánicos nacientes mucho antes que representen una amenaza a la maquinaria y a la producción; estos análisis no solo detectan grandes posibles fallas, sino inclusive pequeñas que por mucha experiencia no se detectan fácilmente y en un futuro se pueden hacer mayores. RAZONES POR LAS QUE LA MAQUINARIA VIBRA y y y y y y y y
Desequilibrios dinámicos de la maquinaria. Desequilibrios de paso de la maquinaria. Irregularidad del motor. Proceso tecnológico de producción o fabricación. Imprecisiones en cuanto al montaje. Desgaste de la maquinaria. Terremotos, oleaje y viento. Flujos de agua, vapor de agua, viento y gases.
REALIZACIÓN DEL ANÁLISIS DE VIBRACIONES El análisis de vibraciones no puede realizarse en cualquier parte de la maquinaria, ya que hay partes que pueden mostrar un dato más exacto y confiable. Primero deberán ubicarse los llamados puntos de prueba, y con ayuda del transductor (dispositivo capaz de transformar o convertir un determinado tipo de energía de entrada, en otra diferente de salida, por ejemplo un micrófono, altavoz, teclados, etc) que debe ser colocado lo más cerca posible de los puntos de rodamiento, con metal sólido entre el rodamiento y el transductor, ya que no debe utilizarse directamente sobre el rodamiento, pero tampoco deberá usarse las llamadas gorras de rodamiento, porque son hechas de metal delgado y conducen poco la energía de vibración. Posterior a esto, se analizarán la orientación de los sensores de vibración, en donde no se deberán usar transductores manuales, ya que estos detectan grandes variaciones y no muestran una tendencia, los datos los más confiables se recopilan cuando el transductor está montado con botón en la superficie de la máquina. Para ayudar en la determinación de problemas de máquinas es muy útil obtener datos de vibración de cada punto de medición en tres direcciones, estas direcciones se conocen como axial, radial y tangencial. Los datos deberán ser recopilados con tres transductores en las direcciones antes indicadas. Los transductores están montados por medio de un tornillo en un cojín de montaje de bronce especialmente diseñado. Los canales 1, 2 y 3 correspondientes al transductor del sensor pueden estar a diferentes ejes de medición con respecto a la máquina.Para orientar los ejes se siguen las siguientes recomendaciones: si el sensor está montado encima del rodamiento de una flecha horizontal, el canal 1 sería orientado verticalmente, el canal 2 podría ser orientado horizontalmente a 90 grados al eje de la flecha, y el canal 3 podría ser orientado horizontalmente paralelo al eje de la flecha. Esas direcciones se llaman Radial, Tangencial, y Axial, respectivamente. El archivo inicial de la máquina usa la abreviación RTA para este tipo de montaje. Si el sensor giraría 90 grados alrededor de su eje vertical, la orientación se llamaría RAT. Es muy importante que el programa conozca la orientación exacta del sensor para encontrar una medición más precisa.
Figura 5. Banco de ensayo
Tabla 1. Características del banco de pruebas.
No
Designación
Designación
A B C D E
Descanso Libre Descanso Motriz Polea Acople Motor 1400 rpm
Rod. Rígido de Bolas SKF Ref. 6306-2z. Ref. 6207-2z Elástico De inducción trifásico (1.5hp) Con variador de frecuencia.
Se compararon las vibraciones medidas sobre el descanso del lado libre en dirección vertical, tanto para rodamientos sin falla, como con falla. Se realizó el ensayo para las condiciones de velocidad de 1000 rpm y 60 rpm y aplicando una carga de 200 Kg sobre la polea. Para los ensayos con rodamientos defectuosos, se utilizaron cinco rodamientos, cada uno de ellos con un defecto sobre la pista externa. El defecto fue realizado intencionalmente para simular una falla en etapa incipiente. En la figura 6, se muestran los espectros en unidades de aceleración obtenidos para un rodamiento sin falla y otro con falla para la velocidad de giro de 1000 rpm. Es claro que en el espectro del rodamiento con falla se identifica una zona con una alta energía de vibración alrededor de la frecuencia de 60 kcpm, la cual corresponde a una frecuencia natural. Realizando un Zoom real en torno a esta frecuencia, se distinguen en el espectro bandas * laterales con una separación entre ellas a la frecuencia de BPFO , identificando como causa de la excitación de la frecuencia natural un defecto en la pista externa (figura 7).
Figura 6. Espectro en aceleración (Velocidad = 1000 rpm)
Figura 7. Análisis con Zoom (observar bandas laterales).
Observando la forma de onda en aceleración, se puede identificar la periodicidad de los impactos producidos por el paso de los elementos rodantes sobre el defecto, tal y como se ilustra en la figura 8, para la velocidad de giro de 1000 rpm.
Figura 8. Identificación de impactos en la señal temporal.
4.1.2
ANALISIS DE DEFORMACIONES
Otro factor de análisis de monitoreo en maquinarias y equipos son las deformaciones, ya que se obtiene cuando estas se encuentran bajos cargas externas, disminuyendo su prolongación de vida y su productividad
DEFORMACION Se denomina deformación a la variación de la distancia relativa entre los puntos de un sólido elástico como consecuencia de una solicitación externa. Cuando se aplica una fuerza a un cuerpo, ésta tiende a cambiar de forma y tamaño del cuerpo.A estos cambios se le llama deformación. Esta puede ser visible o prácticamente inadvertible si no se usa los equipos adecuados para detectarlos.En una banda de hule las deformaciones son visibles mientras que en una estructura las deformaciones son pequeñas.La deformación de un cuerpo puede ocurrir por dilatación (cambio de volumen) o por distorsión (cambio de forma). En algunas aplicaciones de la ingeniería se presenta el contacto y movimiento relativo entre cuerpos, ejemplo de esto son los sellos mecánicos, los anillos de los pistones en los motores de combustión, herramientas de corte, entre otros; por esta razón, para un adecuado diseño y selección de estos componentes, es necesario analizar el comportamiento que los materiales presentan durante su exposición a condiciones tribológicas. Hoy en día, la industria ha incrementado el interés por hacer más eficientes los sistemas tribológicos, para ello se hace necesario el estudio del comportamiento y el monitoreo de maquinarias y equiposque intervienen en estos sistemas; el análisis de esfuerzosy deformaciones bajo condiciones de contacto ydeslizamiento juega un papel importante, ya que mediante estudios experimentales y recientemente de simulación, se puede llegar a analizar características mecánicas de sustratos y de protección superficial para unadeterminada aplicación industrial. Uno de los principales fenómenos de desgaste es eldesgaste abrasivo, el cual es un fenómeno que ocurre conmucha frecuenciaen los elementos de máquinas yaparece cuando partículas de alta dureza entran encontacto con la superficie dúctil de elementos de máquinas, trayendo como consecuencia la deformación y posterior corte y levantamiento del material.
APLICACIÓN
SISTEMA DE MONITOREO TRU - CHEK Los tanques de ReinforcedPlastic S.A. con doble pared que usan el sistema TRUCHEK instalado en la fábrica tienen un líquido salado en el espacio intersticial entre las dos paredes. Esta solución también se usa para llenar parcialmente el receptáculo que está montado sobre el tanque. Este sistema crea una presión hidrostática que permite al usuario/dueño monitorear tanto el depósito primario como el secundario. El sistema TRU-CHEK es un método simple y sencillo para verificar la integridad del tanque. Las pruebas de TRU-CHEK cumplen con los criterios de la Agencia Protectora del Medio Ambiente de los Estados Unidos para verificar la integridad del tanque. Es decir, esta medición debe encontrar una fuga de 0,1 galones por hora en cualquier parte del tanque que contenga producto. El ensayo tiene un 95% de probabilidades de detección y un 5% de falsa alarma. De cien (100) oportunidades, la prueba descubre la fuga el 95% del tiempo. La prueba también debe tomar en cuenta los efectos de expansión o contracción térmica del producto, bolsas de vapor, deformación del tanque, evaporación, condensación y fluctuación en el nivel de las aguas subterráneas. El ensayo TRU-CHEK también es capaz de detectar fugas pequeñas de 0,05 galones por hora, según el criterio de NFPA 329. Además, en mediciones a largo plazo, TRU-CHEK tiene un 99% de probabilidades de detección y un 1% de falsa alarma.
Se aplica a tanques de diferentes tamaños, incluyendo los de doble pared hasta 20.000 galones. Se puede seguir despachando combustible durante las pruebas No se requiere un tiempo de espera para iniciar la prueba si se agrega producto y éste no tiene una diferencia en temperatura de más de 20º F con el existente en el tanque.
COMO FUNCIONA EL SISTEMA CONTINUO DE MONITOREO
Si tanto la pared interna como la externa del tanque están intactas, el nivel del receptáculo se encuentra estable. Si hay una fuga o fractura en la pared interna, el nivel del líquido baja También desciende si existe una fuga o fractura en la pared externa Donde el nivel de las aguas subterráneas es alto y cubre al tanque, una fuga o fractura en la pared externa genera una elevación en el nivel del líquido salado de TRU-CHEKMR si éste es superado por el nivel del agua en un 30% o más.
4.1.3
CONCENTRACION DE ESFUERZO
Cuando se tiene un equipo operando bajo ciertas cargas esto crea esfuerzos tan grandes en las partes que tenga una discontinuidad del cuerpo geométrico del equipo, concentrando un punto mayor de esfuerzo que puede llegar a ocasionar rupturas o paros en una empresa, para eso se tiene que tener un monitoreo constante del equipo.
CONCENTRACION DE ESFUERZOS Se define como un pico en la intensidad del esfuerzo que ocurre en un punto de discontinuidad geométrica de un elemento sometido a carga. Ejemplos de tales discontinuidades geométricas son: entallas, taladros, roscas, reducciones de espesor,etc. Los efectos de la concentración de esfuerzos dependen de la intensidad y tipo de carga (estática o cíclica), material, geometría del elemento y geometría de la discontinuidad. Se define el factor de concentración de esfuerzos k como la relación entre el esfuerzo máximo o pico y el esfuerzo nominal en la sección neta, ambos en el rango elástico de carga. Este factor k es aplicado al esfuerzo nominal presente en el elemento para obtener el esfuerzo máximo de entalla, que será el que nos dé finalmente el Factor de Seguridad en el elemento. La solución del diagnóstico de fallas, tiene como objetivo principal, detectar de forma rápida y precisa el origen de algún defecto, ahorrar dinero, disminuir los costos por roturas imprevistas y mejorar la confiabilidad de plantas industriales. En muchos ambientes operativos, la pérdida de pieza crítica de equipo puede significar la interrupción de un proceso productivo costoso, por lo cual la velocidad es un parámetro esencial en la reparación del equipo. Las operaciones de diagnóstico y de reparación de fallas requieren que la persona lleve a cabo posea los conocimientos y experiencia necesarios. Lo anterior incluye conocer los modos usuales de fallas de los equipos de prueba que pueden resultar de utilidad en una situación particular, además de los procedimientos normales para efectuar las reparaciones necesarias. Para llevar a cabo el monitoreo de equipos y maquinarias en los puntos de concentración de esfuerzos estos usan software altamente calificados para medir las partes en donde existirá una fractura. Ahora bien se pude monitorear periódicamente mediante normas ya especificadas sobre el mayor rango de trabajo que puede tener el punto de concentración de estas maquinas.
APLICACIÓN En esta etapa fueron utilizados perfiles MM (Lamina fina) de 1,0 m de longitud unidos a una viga de concreto. Se analizaron tres condiciones diferentes que fueron: modelo SR perfil sin concreto o rigidizadores en el punto de unión con la viga, modelo CR con rigidizadores en el punto de unión, y modelo CC con concreto reemplazando a los rigidizadores en el punto de unión.
En el montaje se utilizaron cuatro deformímetros mecánicos, dos deformímetros eléctricos de una dirección y una roseta (deformímetros de tres direcciones). El mecánico número 1, colocado en la parte superior del perfil, se utilizó para calcular las deflexiones en el perfil; el número 2, colocado en la parte inferior del perfil, cercano a la zona de falla, fue usado como control (especialmente para estimar tendencias), el 3 y el 4 se destinaron para hacer correcciones debidas a posibles rotaciones de la viga de concreto; adicionalmente, los deformímetros eléctricos 1 y 2, y la roseta, para determinar los niveles de esfuerzos alcanzados en la zona de falla, hasta la aparición de la misma (Figuras 34 y 35).
Resultados de los ensayos cíclicos Los resultados de los ensayos cíclicos son presentados como gráficas P Vs (Figuras 36 a 38).
Los análisis de resultados
Los pandeos locales que se presentan en los puntos donde existen solicitaciones concentradas hacen que no se aproveche eficientemente la resistencia a corte y a flexión que puede ofrecer el perfil. La resistencia del perfil MM se mejora en gran medida al colocar rigidizadores en las zonas donde existen solicitaciones puntuales, pasando de 36 KN en el modelo 1 a 193 KN en el modelo 4
4.1.4
DESGASTE DE LUBRICANTE
En todos las maquinas sus mecanismos están en contacto uno a otro creando fricciones y desgastes, algunas veces por la falta de lubricante estos empiezan a fallar y crear problemas continuos hasta llegar aun paro laboral. Es por eso que se debe de tener en constante monitoreo el lubricante para que cumpla su función en los equipos mecánicos.
LUBRICANTE
Es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de sus moléculas, que es mucho menor. En el caso de lubricantes gaseosos, se puede considerar una corriente de aire a presión que separe dos piezas en movimiento, en el caso de los líquidos, los más conocidos son los aceites lubricantes que se emplean, por ejemplo, en los motores. Los lubricantes sólidos son, por ejemplo, el disulfuro de molibdeno (MoS2), la mica y el grafito. ANÁLISIS DE ACEITE DE LUBRICACIÓN El análisis de aceite de lubricación ha evolucionado en una herramienta muy efectiva en el conjunto de mantenimiento predecible. Dicho análisis proporciona una comprensión singular en lo que respecta a condiciones de las máquinas y lubricación anormales. Estas anormalidades, si no se detectan, por lo general tienen como resultado fallas catastróficas y pérdida de producción. Las siguientes pruebas están incluidas en el análisis: y y y y y y
Análisis espectroscópico Conteo de partículas (concentración de partículas de desgaste) Espectroscopia FT-IR (Fourier Transform Infra-Red) Viscosidad a 40 ó 100 grados centígrados Agua Karl Fisher (Karl Fischer Water, KFW) Ferrografía analítica (cuando un conteo de partículas genera una alarma)
Se obtienen los resultados de los análisis y se los descarga en el software de gestión de activos para obtener información rápida y efectiva sobre la maquinaria. Estos se ejecutan dependiendo de la necesidad, según: Análisis Iniciales: se realizan a productosde aquellos equipos que presenten dudas provenientes de los resultados del Estudio de Lubricación y permiten correcciones en la selección del producto, motivadas a cambios en condiciones de operación. Análisis Rutinarios: aplican para equipos considerados como críticos o de gran capacidad, en los cuales se define una frecuencia de muestreo, siendo el objetivo principal de los análisis la determinación del estado del aceite, nivel de desgaste y contaminación entre otros Análisis de Emergencia: se efectúan para detectar cualquier anomalía en el equipo y/o Lubricante, según: y y y
Contaminación con agua Sólidos (filtros y sellos defectuosos). Uso de un producto inadecuado
Equipos y
Bombas de extracción
y y y
Envases para muestras Etiquetas de identificación Formatos
De este modo, mediante la implementación de técnicas ampliamente investigadas y experimentadas, y con la utilización de equipos de la más avanzada tecnología, se logrará disminuir drásticamente: Tiempo perdido en producciónen razón de desperfectos mecánicos. Desgaste de las máquinas y sus componentes. Horas hombre dedicadas al mantenimiento. Consumo general de lubricantes
APLICACIÓN El monitoreo de lubricantes de motores de combustión interna, entre ellos de vehículos, puedo afirmar que no existe otra forma de estar seguros del período de cambio correcto del aceite de un automotor que analizar una muestra del mismo en un laboratorio calificado. Un aceite mineral de alta calidad, como por ejemplo de nivel de servicio API SL ó SM en un auto a gasolina puede llegar a durar hasta 15.000 kms., y en algunos casos más. En el caso de motores diesel hay pruebas de alguna marca importante de camiones en que el aceite debiera durar hasta 100.000 kilómetros para ser aprobado.
El problema es que no solo depende de la calidad del aceite sino también de la calidad del combustible, de la forma de manejar del conductor, de la posible dilución del aceite en combustible, de la posible presencia de otros contaminantes como refrigerante, polvo y agua, a veces proveniente de la misma condensación de la humedad del aire que entra a la cámara de combustión. El suscrito ha experimentado problemas de dilución del aceite en combustible con vehículos a gasolina nuevos (menos de 30.000 kms de recorrido) a tan solo 100 kilómetros de haberse cambiado el aceite. Si no se hubiera corregido el problema mecánico que lo originaba el motor habría tenido que repararse ya a los 100.000 kilómetros de uso. ¿Esto quiere decir que hay que analizar el aceite a cada rato? Por supuesto que no. Cuando una persona adquiere un vehículo sea este con motor diesel o gasolina lo menos que debiera hacer es analizar por lo menos una vez el aceite usado, como dijimos preferible luego de 20.000 a 50,000 kilómetros de recorrido. Si lo hace luego de 4.000 kms de recorrido el auto nuevo, mejor. Para una persona que le interesa cuidar la inversión en su vehículo (o vehículos) lo recomendable sería: 1.- Usar solo el tipo de aceite recomendado por el fabricante, no el que el mecánico le recomienda, para lo cual tendrá que leer el respectivo manual. 2.- Analizar por lo menos una vez el aceite de su vehículo en un laboratorio independiente y debidamente calificado.
4.1.5
CALOR
El monitoreo de la temperatura de los equipos y maquinas es otro factor importante, ya que teniendo una temperatura estable se tiene un mayor control de estos equipos.
CALOR Es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Este flujo siempre
ocurre desde el cuerpo de mayor temperatura hacia el cuerpo de menor temperatura, ocurriendo la transferencia de calor hasta que ambos cuerpos se encuentren en equilibrio térmico. La energía puede ser transferida por diferentes mecanismos, entre los que cabe reseñar la radiación, la conducción y la convección, aunque en la mayoría de los procesos reales todos se encuentran presentes en mayor o menor grado.
Análisis y desarrollo de tendencias de temperaturas críticas Las temperaturas obtenidas en ubicaciones predeterminadas proporcionan una comprensión de las condiciones operativas anormales. Se identifican los puntos de muestreo según el tipo de equipo, la importancia del equipo con relación al proceso o la planta, el costo de reparación asociado con la falla y las normas gubernamentales.
Algunos de los puntos de datos monitoreados son: y y
y
Temperaturas de los cojinetes (motor y bomba) El entorno del sello mecánico (limpiador, templado, intercambiador del calor y registro del sello) Temperaturas de procesos
La información obtenida luego se descarga en el software de gestión de activos para obtener información rápida y efectiva sobre la maquinaria.
APLICACIÓN Durante condiciones de operación normal de un intercambiador de calor, a menudo las superficies de transferencia están sujetas a una disminución de eficiencia en la transferencia de energía calorífica por suciedad (acumulación de material no deseable en la superficie de transferencia de calor del intercambiador de calor). Por lo que el monitoreo del coeficiente de transferencia de calor U, permite evaluar el desempeño (eficiencia en la transferencia calorífica) del proceso y determinar el momento en que existe la necesidad de un mantenimiento preventivo o correctivo. La transferencia de calor desempeña un papel importante en muchos procesos industriales, siendo su uso muy extenso en áreas como: petroquímica, metalúrgica, refrigeración, plantas nucleares, procesos químicos, etc. El intercambiador de calor es un equipo que sirve para transferir energía calorífica entre dos fluidos a diferentes temperaturas y se basa en tres métodos para efectuar la transmisión del calor: conducción, convección y radiación. El cenidet cuenta con una planta piloto de intercambio de calor con la instrumentación necesaria para diseñar y desarrollar algoritmos de control para intercambiadores de calor, así como, sensores virtuales basados en observadores de estado no lineales para estimar el coeficiente de transferencia de calor. En el sistema de monitoreo se tienen tres tareas importantes: la primera se encarga de la adquisición de datos, una segunda ejecuta el sensor virtual y por último la tercera tarea permite almacenar los datos. El sistema de monitoreo y registro desarrollado en LabVIEW permite concluir lo siguiente. 1. Se cuenta con un sistema de monitoreo en línea para intercambiadores de calor utilizando sensores virtuales basados en observadores no lineales, con la finalidad de evaluar el desempeño del proceso y determinar el momento en que existe la necesidad de un mantenimiento preventivo o correctivo 2. Utilizar el software LabVIEW de manera conjunta con la tarjeta de adquisición de datos USB-6008 ofrece una solución económica y flexible para que los estudiantes lleven a cabo sus proyectos. 3. Para el caso de está aplicación el uso de VI Express para la adquisición de datos y para generar reportes de las variables del proceso, facilita la programación y disminuye el tiempo de la misma. 4. LabVIEW permite reutilizar los m-file scripts creados con el software MATLAB® dentro del diagrama a bloques del VI, lo cual hace que no tenga que empezar desde cero nuestra aplicación.
4.1.6
RUIDO
El monitoreo de ruido de las máquinas y equipos, es un factor importante para las empresas ya que desde este punto se pueden evitar y prevenir paros laborales en el entorno laboral. Se ha creado sistema de monitoreoque se hacen continuamente o periódicamente a todos los elementos en operación prolongando su vida útil.
RUIDO Es el sonido no deseado que se tiene en equipos y esto trae consigo problemas o averías que pueden afectar a la máquina. ANALISIS DE RUIDO Análisis por ultrasonido.Este método estudia las ondas de sonido de bajafrecuencia producidas por los equipos que no son perceptibles por el oídohumano. Ultrasonido pasivo: Es producido por mecanismos rotantes, fugas de fluido, pérdidas de vacío, y arcos eléctricos. Pudiéndose detectarlo mediante la tecnología apropiada. El Ultrasonido permite: Detección de fricción en máquinas rotativas. Detección de fallas y/o fugas en válvulas Detección de fugas de fluidos. Pérdidas de vacío. Detección de "arco eléctrico". Verificación de la integridad de juntas de recintos estancos. Se denomina Ultrasonido Pasivo a la tecnología que permite captar el ultrasonido producido por diversas fuentes. Ultra-acústica: Los instrumentos de ultra-acústica convierten los sonidos de alta frecuencia transmitidos por el aire y por las estructuras (>20kHz) en sonidos audibles que los usuarios pueden oír y reconocer a través de auriculares. También proporcionan una indicación cuantificada del nivel de sonido (dB) con la cual se puede graficar la tendencia para comparar componentes similares. La ventaja de trabajar a frecuencias más altas es que el ultrasonido es más direccional que los sonidos audibles, lo que facilita la identificación de la fuente y la discriminación de los sonidos de los ruidos de fondo. Los instrumentos normalmente vienen equipados con sensores intercambiables de escaneo y contacto para sonidos transmitidos por el aire y por las estructuras respectivamente.
APLICACIÓN La aplicación del análisis por ultrasonido se hace indispensable especialmente en la detección de fallas 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. De modo que la medición de ultrasonido es en ocasiones complementaria con la medición de vibraciones, que se utiliza eficientemente sobre equipos rotantes que giran a velocidades superiores a las 300 RPM. Al igual que en el resto del mundo industrializado, la actividad industrial tiene la imperiosa necesidad de lograr el perfil competitivo que le permita insertarse en la economía globalizada. En consecuencia, toda tecnología orientada al ahorro de energía y/o mano de obra es de especial interés para cualquier Empresa. El sonido cuya frecuencia está por encima del rango de captación del oído humano (20-a-20.000 Hertz) se considera ultrasonido. Casi todas las fricciones mecánicas, arcos eléctricos y fugas de presión o vacío producen ultrasonido en un rango aproximado a los 40 Khz Frecuencia 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 ruidoambiental por más intenso que sea, no interfiere en la detección del ultrasonido. Además, la alta direccionalidad del ultrasonido en 40 Khz. permite con rapidez y precisión la ubicación de la falla.
CONCLUSION Se puede concluir que el monitoreo en las máquinas y equipos, se debe realizar periódicamente para no ocasionar averías en un futuro.El análisis de vibraciones hacia las maquinarias y equipos nos ayuda para no tener desajustes cuando este se encuentre en operaciones. Cuando está aplicado correctamente, permite a los especialistas detectar defectos mecánicos nacientes mucho antes que representen una amenaza a la maquinaria y a la producción. El análisis de deformación hacia los equipos deben estar en constante monitoreo ya que desde pequeñas deformaciones pueden crear un problema que perjudique al equipo. La deformación se da cuando existe variación de la distancia relativa entre los puntos de un sólido elástico como consecuencia de una solicitación externa. Esta puede ser visible o prácticamente inadvertible si no se usa los equipos adecuados para detectarlos. Algunas veces las cargas en un equipo que tienen discontinuidades, crean esfuerzos tan grandes en estos puntos creando concentración de esfuerzosque es un pico en la intensidad del esfuerzo que ocurre en un punto de discontinuidad geométrica de un elemento sometido a carga. Estos pueden llegar a ocasionar rupturas o paros en una empresa, para eso se tiene que tener un monitoreo constante del equipo. Todas las maquinas que se encuentren en pleno funcionamiento, sus mecanismos internos estar en contacto fricción y desgaste, algunas veces por la falta de lubricante estos empiezan a fallar y crear problemas continuos hasta llegar aun paro laboral. El lubricante es una sustancia (gaseosa, líquida o sólida) que reemplaza una fricción entre dos piezas en movimiento relativo por la fricción interna de sus moléculas, que es mucho menor. También el monitoreo de la temperatura de los equipos y maquinas se debe de realizar para un mayor control en equipos. Y que éstos no sobrepasen su límite de temperatura. El calor es la transferencia de energía entre diferentes cuerpos o diferentes zonas de un mismo cuerpo que se encuentran a distintas temperaturas. Por último el monitoreo de ruido de las máquinas y equipos, se da cuando existen ruidos inestables, esto se dan cuando se tiene en uso y en constante trabajo. Ademásel monitoreo ayuda a prevenir fallas en los equipos cuando se presentan sonidos no deseados que se tiene en equipos.
