Lista de clasificación 2023: análisis de las principales fallas de mantenimiento

El análisis de las principales fallas de mantenimiento es una estrategia utilizada por los equipos de gestión, que desempeña un papel fundamental en el proceso de monitoreo de activos. Identifica y analiza los problemas que afectan directamente a la disponibilidad y fiabilidad de las máquinas y equipos. En otras palabras, es un análisis centrado en garantizar la continuidad de las operaciones según lo previsto, reducir el tiempo de inactividad no programado, reducir los costos de mantenimiento correctivo y aumentar la eficiencia general de los activos.

En este artículo, podrás informarte de las principales fallas de mantenimiento a partir de un estudio de miles de activos monitoreados por la solución Dynamox. También aprenderás cómo impactan en el día a día de la industria y cómo el análisis de estas fallas mejora la disponibilidad de las máquinas industriales.

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Principales fallas mecánicas en mantenimiento 

La aparición de fallas forma parte de la rutina en la industria, debido al gran volumen de máquinas y a la elevada demanda de producción. Partiendo de este principio, de que las fallas o posibles fallas son parte del entorno industrial, los equipos de mantenimiento trabajan para monitorear estas ocurrencias a través del mantenimiento predictivo.

Aquí, en Dynamox, a través de los informes emitidos por nuestra plataforma, hemos elaborado un inventario de las principales fallas de este año, señaladas por nuestra tecnología. Echa un vistazo en la imagen de abajo:

1 – Desgaste de rodamientos: se produce cuando los rodamientos, que son componentes esenciales en el funcionamiento de diversas máquinas rotativas, sufren un desgaste físico debido a la fatiga de la superficie, a un esfuerzo excesivo o a deficiencias de lubricación. Puede aparecer en el espectro como frecuencias fundamentales de: BPFI (Frecuencia de paso del elemento debido a un defecto en la pista interior), BPFO (Frecuencia de paso del elemento debido a un defecto en la pista externa), BSF (Frecuencia de paso del elemento) y FTF (Frecuencia de paso de la jaula). Aquí utilizaremos la aceleración y la envolvente de aceleración para realizar el diagnóstico. 

Lee más sobre los defectos de los rodamientos en nuestra historia de éxito “La solución Dynamox identifica defecto en los rodamientos de cojinetes”

2 – Holgura rotativa: este tipo de falla puede deberse a un montaje incorrecto o al desgaste entre los contactos de los componentes (cojinete/eje y/o cojinete/carcasa). Esta falla se manifiesta en el espectro a través de la frecuencia fundamental de rotación de la máquina seguida de múltiples armónicos, siendo un indicador de severidad la presencia de inter y subarmónicos. Aquí utilizaremos la velocidad y, en algunos casos, la envolvente de aceleración. 

3 – Desalineación: cuando los ejes o componentes de una máquina no están correctamente alineados, puede producirse un desgaste excesivo en los demás componentes de un activo, rodamientos, acoplamientos, elementos elásticos, engranajes, cojinetes, etc. Este defecto puede manifestarse de 3 formas distintas. Cuando la desalineación es paralela, solemos tener la frecuencia de rotación de la máquina (1x RPM) a velocidad, junto con su 2º armónico (a veces con mayor energía que el fundamental) en la dirección radial. La desalineación axial se manifiesta sobre todo en la dirección axial, con un comportamiento similar al primer caso, 1x y 2x de rotación. También puede producirse una desalineación combinada, que es una combinación de los dos casos mencionados anteriormente. Por lo general, este tipo de defecto puede evaluarse y diagnosticarse utilizando el espectro de velocidad y aceleración.

4 – Baja rigidez estructural: la falta de estabilidad estructural en una máquina puede provocar movimientos no deseados, esto ocurre cuando tenemos fragilidades estructurales, tornillos sueltos, grietas, conductos y/o tuberías perforadas e incluso resonancias peligrosas (cuando las frecuencias naturales coinciden con las frecuencias excitadas por el activo). El espectro mostrará la frecuencia de rotación de la máquina a velocidad, con alta energía en una sola dirección (vertical u horizontal, dependiendo del grado de libertad). La baja rigidez estructural suele ser la puerta de entrada a otros defectos como desalineación dinámica, rotura de pies y/o soportes, resonancia.

5 – Desequilibrio: el desequilibrio se produce cuando hay una distribución desigual de la masa en una máquina rotativa. El desequilibrio es un defecto a gran escala en la industria y existen 3 tipos, a saber: desequilibrio estático, desequilibrio dinámico y desequilibrio combinado y se puede observar en el espectro a velocidad con alta energía a la frecuencia de rotación de la máquina (1x RPM) por lo general en las direcciones radial y vertical simultáneamente, puede ocurrir en una sola dirección dependiendo del tipo de construcción del rotor. Al corregir el desequilibrio, siempre es importante respetar el residuo máximo admisible para cada tipo de rotor. 

Para saber más sobre desequilibrio, consulta nuestro caso de éxito “Dynamox identifica el desequilibrio en una bomba de circulación”.

6 – Defectos de engranaje: los defectos de engranaje pueden afectar al correcto funcionamiento del activo, causar mal funcionamiento y problemas de rendimiento además de provocar el desgaste de los rodamientos y cojinetes debido a la presencia de partículas metálicas en el lubricante. En el espectro podemos observar la frecuencia de engranaje (GMF) y la calculamos multiplicando la frecuencia de rotación de la máquina (1x RPM) y el número de dientes del engranaje analizado. Tratamos este espectro como característico de un defecto cuando tenemos armónicos de la GMF y/o modulaciones de la señal a través de bandas laterales. Los defectos de los engranajes pueden observarse tanto en aceleración como en velocidad, y la forma de onda temporal y Cepstrum son grandes aliados para detectar este tipo de defectos. 

Para saber más sobre los defectos de los engranajes, consulta nuestro caso de éxito “La instalación interna de sensores identifica los defectos de los engranajes del reductor”.

7 – Deficiencia de lubricación: cuando las piezas de la máquina no están correctamente lubricadas, puede producirse una fricción excesiva, sobrecalentamiento y desgaste prematuro de los componentes. En el análisis de vibraciones, tratamos la deficiencia de lubricación como el exceso o la ausencia de lubricante y la contaminación por agentes externos (agua, contaminación cruzada, suciedad, etc.). En el espectro de aceleración, podemos observar una energía más concentrada en la región de resonancia del rodamiento (generalmente entre 2Khz y 6Khz). En este contexto, disponer de señales de vibración de calidad y de herramientas de análisis específicas es esencial para poder detectar correctamente el defecto, teniendo en cuenta el propio defecto y la gravedad de este modo de fallo potencial.

Principales impactos de las fallas mecánicas 

Como ya se ha mencionado, las fallas forman parte de la rutina en la industria y, aunque se monitoreen, tienen un gran impacto en el sector del mantenimiento. Esto se debe a que cualquier variación en los activos afecta directamente al proceso productivo, provocando paradas no programadas, retrasos en la línea de producción y una reducción de la fiabilidad y disponibilidad de los activos.

Entre los principales impactos causados por las fallas mecánicas podemos mencionar:

Paradas de Producción: se produce cuando falla un activo mecánico y hay que interrumpir la producción. Esto tiene un impacto aún mayor cuando hablamos de líneas de producción continua, donde cada etapa del proceso está directamente vinculada a otra, por lo que cuando se produce una interrupción en una parte de la línea, el resto del proceso se ve comprometido.  

Alto costo de mantenimiento correctivo: cuando hay que reparar o sustituir un activo, se incluyen los costes de piezas de repuesto, mano de obra, tiempo de inactividad, costes de transporte urgente, entre otros. 

Sobrecarga operativa: cuando se producen fallas mecánicas en una parte de la producción, provoca que otras partes del sistema se sobrecarguen, obligando a otros componentes a funcionar a niveles más altos de capacidad, lo que puede provocar más fallas. 

Riesgos para la Seguridad: las fallas mecánicas también suponen graves riesgos para la seguridad, tanto para el entorno de trabajo como para los empleados. Especialmente en sectores como la industria química, el petróleo y el gas, entre otros, que cuentan con componentes considerados críticos.

Cómo realizar un análisis de fallas mecánicas

Existen numerosas opciones para realizar un análisis de fallas mecánicas, incluyendo metodologías que se pueden aplicar o el uso de herramientas que también ayudan en este proceso. La definición de estos puntos varía de una industria a otra, dependiendo de los activos que tenga cada una y de su grado de criticidad. 

A pesar de la existencia de diferentes metodologías, que se definirán en función de cada gestión, existe un ámbito universal que sirve de base para su utilización. Dentro de este alcance se encuentran cuestiones básicas como la frecuencia de ocurrencia, si la falla se produjo de forma abrupta o gradual, si la falla comenzó después de un cambio en el diseño, material o proceso de fabricación o si la falla se produjo en un producto específico.

A continuación, puedes ver una guía detallada sobre cómo realizar un análisis de fallas mecánicas:

1. Definir un ámbito de aplicación: determina qué activo o sistema está fallando y define los objetivos del análisis. 

2. Recolectar información: reúne toda la información disponible sobre la falla, incluidos planos técnicos, especificaciones, historiales de mantenimiento, registros de funcionamiento y pruebas anteriores. Con la solución Dynamox, puedes recopilar esta información mediante la detección, que es el uso de sensores inalámbricos, y la inspección sensitiva, que es el checklist rutinario de inspección.

3. Realizar un análisis exhaustivo del incidente: lleva a cabo un examen visual detallado del componente o sistema que ha presentado fallas. Busca grietas, deformaciones, desgaste anormal, corrosión y daños. El uso de herramientas como el diagnóstico automatizado de fallas de Dynamox ayuda en este proceso.

4. Identificar las causas-raíz: aquí puedes utilizar técnicas como el análisis del árbol de fallas, el análisis de los “5 porqués” u otras metodologías para identificar las causas raíz de la falla.

5. Crear un informe completo de análisis de fallas: documenta toda la información, los análisis y las recomendaciones en un informe claro y bien estructurado, incluyendo imágenes, gráficos y tablas según sea necesario. 

6. Aplicar las recomendaciones: pon en práctica las acciones preventivas y correctivas recomendadas para controlar su eficacia a lo largo del tiempo. 

7. Crear un plan de mantenimiento predictivo: establece un sistema de monitoreo continuo para evitar fallas similares en el futuro. El plan puede incluir inspecciones periódicas, la instalación de sensores, el análisis de tendencias y el uso de dashboards de gestión de activos como DynaNeo.

Principales fallas durante el análisis de vibración de activos

Predecir fallas con la máxima precisión y evitar paradas imprevistas. Este es un reto habitual en el sector del mantenimiento, que cuenta con el análisis de vibraciones como aliado para diagnosticar el comportamiento de los equipos.  

El análisis de vibraciones es versátil y puede utilizarse en los más diversos tipos de activos (motores, bombas, reductores, cojinetes, entre otros), pero hay que tener cuidado con algunos errores, que son recurrentes y pueden pasar desapercibidos: 

1. No considerar la criticidad de los activos    
2. Dimensionar incorrectamente los sensores     
3. Utilizar configuraciones incorrectas  
4. No configurar las alarmas  
5. No considerar parámetros importantes 

Puede encontrar más información sobre las principales fallas en el análisis de vibraciones de activos en el seminario web “Análisis de vibraciones: ¿qué hacer para obtener los mejores resultados?” -disponible solamente en portugués”.

No considerar la criticidad de los activos  

Algunos equipos pueden detener el proceso de producción, generar riesgos para la seguridad o incluso contaminar el medio ambiente si fallan. Por eso, definir la criticidad de los activos es un paso crucial para determinar con qué frecuencia deben ser monitoreados.  

“¿Se deben monitorizar los equipos a diario, semanal o mensualmente? Un plan de criticidad sirve de guía al equipo de mantenimiento. A menudo se pasa por alto este punto al implantar una rutina”, afirma Victor Brandao, especialista en predicción de un grupo azucarero-energético.

Al detallar la criticidad de los equipos, el equipo de mantenimiento puede definir la cadencia de la recolección de datos. Cuanto más críticos sean, con más frecuencia deben recolectarse los datos, priorizando la disponibilidad de los activos más importantes. De este modo, la consideración de la criticidad de los activos desempeña un papel crucial en la disponibilidad de una planta de producción, evitando paradas imprevistas. 

Dimensionar incorrectamente los sensores

Un dimensionado incorrecto puede afectar a los resultados del monitoreo de activos. En un reductor que contiene cuatro ejes, por ejemplo, es importante que el monitoreo considere todos los puntos. En cambio, en equipos como rodamientos pequeños, no es necesario supervisar todos los ejes, ya que las características del equipo no requieren un alto nivel de puntos de análisis.   

En este contexto, una comprensión y un conocimiento profundos del funcionamiento de los activos monitoreados ayudan a entender los puntos cruciales para prevenir fallas y dimensionar la detección con precisión. 

Utilización de configuraciones inadecuadas

Cada activo es único y requiere una configuración específica en una solución especializada para el análisis y el pronóstico de fallas. Por ello, hay que evitar utilizar una única configuración para todos los equipos, sin tener en cuenta el tipo de funcionamiento, la rotación y la posición de montaje. Diferenciar entre los parámetros de un motor y un reductor, por ejemplo, es crucial para evitar diagnósticos inexactos. 

Duplicar los parámetros puede ser útil en el contexto de equipos similares, pero hay que tener en cuenta las especificidades de cada uno para garantizar la fiabilidad de los datos. De este modo, la generación de espectros será de mayor calidad, evitando que se detecten fallas en los análisis.

“Sólo quienes disponen de datos fiables monitotea realmente sus activos”, subraya Alisson Moura, consultor técnico de Dynamox.

No utilizar sensores bien posicionados y en buen estado 

Evitar la recolección de datos en condiciones aleatorias de rotación o carga, sin mantener la ubicación o posicionamiento en el historial de mediciones. En este sentido, hay que procurar mantener siempre el mejor estándar posible entre mediciones, evitando que las condiciones cambien. 

En motores, por ejemplo, es fundamental evitar el lateral de la caja de conexiones a la hora de fijar los sensores. En equipos que dispongan de inversor de frecuencia, es importante crear un estándar de rotación para los tiempos de toma de datos. De esta forma, el historial generado será más fiable, permitiendo análisis precisos. 

No establecer alarmas 

Otro error común en el análisis de vibraciones es crear una alarma estándar para todos los equipos, sin una rutina de ajustes a lo largo del tiempo. Cada máquina tiene su propia firma vibratoria, lo que permite identificar curvas de tendencia. Un motor específico, por ejemplo, puede tener valores de vibración diferentes, aunque tenga características similares a otros activos. 

Por lo tanto, la definición de alarmas debe seguir el patrón de funcionamiento individualizado, evitando la creación de avisos genéricos. Una rutina para refinar estos avisos basada en el historial de funcionamiento ideal ayuda al equipo de mantenimiento a visualizar la salud del árbol de activos en su conjunto, mejorando la productividad. 

No considerar parámetros importantes

¿Alguna vez has medido solamente en dirección axial? Uno de los puntos más valiosos del análisis de vibraciones es considerar todos los parámetros que intervienen en un activo. Por eso también es importante tener en cuenta los espectros de aceleración y envolvente en las mediciones, por ejemplo.  

Al evitar los errores presentados, su equipo de mantenimiento puede lograr resultados aún más eficaces mediante la detección aplicada con las mejores prácticas del mercado en el análisis de vibraciones. Al evitar los errores, puedes reducir los costes de explotación, detectar fallas a tiempo y evitar paradas de mantenimiento no planificadas. 

Cómo aumentar la disponibilidad de los activos 

Después de hablar de las principales fallas mecánicas en la industria, sus impactos y cómo realizar un análisis completo para tomar las acciones correctas, también tenemos que hablar de la disponibilidad de los activos, ya que ambos van de la mano en un proceso de mantenimiento eficiente. 

La disponibilidad de activos es la capacidad de un activo, ya sea un dispositivo, una máquina o un equipo, de estar funcionando y realizando la función prevista cuando se necesita. Esto es especialmente relevante cuando hablamos del sector industrial, que trabaja con líneas de producción y tiene activos críticos cuya falla o parada no programada puede provocar pérdidas, accidentes y paradas catastróficas de la planta.

La disponibilidad de un activo se calcula utilizando variables que incluyen el total de horas de funcionamiento y el total de horas de funcionamiento previstas. Su relación genera el porcentaje que indica cuánto tiempo está disponible un activo para su uso en relación con el tiempo total. Para que esta explicación sea un poco más fácil, mira la imagen de abajo con el cálculo utilizado: 

Una vez realizado el cálculo, es posible identificar la eficiencia con la que funciona su activo y la probabilidad de que afecte negativamente a un proceso de producción, por ejemplo. Por lo tanto, el objetivo final es siempre trabajar para que este porcentaje sea elevado, garantizando una mayor eficiencia operativa.   

Para que el aumento de la disponibilidad realmente ocurra, existen algunas estrategias utilizadas por la administración que permiten el monitoreo completo de estos activos, reduciendo la probabilidad de fallas inesperadas. 

Echa un vistazo a algunas de las principales estrategias:

Planificación del mantenimiento: desarrollar un plan de mantenimiento integral que incluya programas regulares de mantenimiento predictivo es fundamental para iniciar el proceso de seguimiento de los indicadores necesarios para mantener una planta de activos saludable. 

Análisis de fallas: como se mencionó en los tópicos anteriores, llevar a cabo análisis detallados de fallas para identificar las causas raíz e implementar correcciones para evitar que se repitan es esencial cuando se trata de aumentar la disponibilidad. 

Mantenimiento predictivo:  el mantenimiento predictivo es una estrategia que garantiza el monitoreo de los activos basándose en la aplicación sistemática de técnicas de análisis. Utiliza la supervisión centralizada o el muestreo y pretende reducir al mínimo el mantenimiento preventivo. Generalmente se aplica con el objetivo de predecir y evitar fallas en máquinas y equipos.  

Se basa en el monitoreo continuo y el análisis de datos para trabajar con antelación e identificar problemas de antemano, evitando posibles tiempos de inactividad no planificados. El mantenimiento predictivo utiliza técnicas basadas en el monitoreo de la condición de los activos, aportando beneficios para una gestión eficiente y asertiva del mantenimiento.

Monitoreo Remoto: el uso de sistemas de monitoreo remoto para seguir el rendimiento de los activos desde lugares distantes y tomar medidas preventivas basadas en datos en tiempo real.

Gestión de Activos: utiliza sistemas de gestión de activos para hacer un seguimiento del estado, el mantenimiento y el historial de cada activo, lo que ayuda a tomar decisiones con conocimiento de causa.

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