Vehículos todoterreno: principales fallas de estos activos

Los vehículos todoterreno son activos utilizados en diversos sectores industriales para garantizar la movilidad y la capacidad de transporte en terrenos difíciles. Estos equipos están diseñados para transportar materiales pesados, excavar o mover tierra.

También pueden utilizarse para perforar túneles, pozos o fundaciones. El funcionamiento de estas máquinas ocurre en entornos de difícil acceso o en zonas muy accidentadas y aisladas, normalmente alejadas de la red viaria urbana. Estos activos, a diferencia de los vehículos normales, tienen una estructura robusta, que proporciona durabilidad, ciclos de trabajo cortos y disponibilidad mecánica.

Estos son algunos de los segmentos en los que se utilizan ampliamente los vehículos todoterreno.

Vehículos todoterreno en el sector minero

En el sector minero, uno de los principales aspectos del transporte de cargas es la densidad. Por ello, los camiones y otros vehículos todoterreno utilizados en este segmento deben estar preparados para operar en terrenos accidentados y escarpados, transportando cargas muy pesadas, sin que ello afecte a su integridad ni a la seguridad de los conductores. Las carreteras mineras reúnen las características adecuadas para que los camiones todoterreno puedan operar con eficacia y seguridad. Al tratarse de camiones con una capacidad de hasta 186 toneladas, las carreteras deben tener curvas más abiertas.

Vehículos todoterreno en el sector maderero

Al igual que en la minería, los vehículos todoterreno utilizados en la industria maderera también transportan cargas pesadas en entornos difíciles. No es infrecuente que los camiones de este segmento circulen por suelos poco compactados.

Vehículos todoterreno en el sector de la construcción

A veces, las obras de construcción se realizan fuera de los perímetros urbanos o en lugares donde hay polvo, topografía accidentada o pistas en estado crítico. Por ello, el motor de un vehículo todoterreno debe ser lo suficientemente robusto como para funcionar y satisfacer las exigencias del elevado torque requerido en estas circunstancias.

Características de los vehículos todoterreno

Los vehículos todoterreno suelen tener tracción a las cuatro ruedas o a las orugas para garantizar la estabilidad y la maniobrabilidad en terrenos adversos. Otro punto importante al hablar de vehículos todoterreno es la eficiencia energética. Esto se debe a que estos vehículos utilizan alrededor del 50% de su energía para soportar su propio peso. En consecuencia, el costo de funcionamiento de estos equipos es elevado, ya que requieren una gran cantidad de energía para funcionar.

Vehículos todoterreno se distinguen de los camiones de carretera por su estructura específica en las cajas estacionarias, cajas, neumáticos y ejes. Todo ello les permite transportar cargas de entre 25 y 400 toneladas, según el modelo. Se destacan, además, por su capacidad de carga y su ingeniería adaptada para soportar grandes pesos. Sus componentes están diseñados para funcionar en estas condiciones, con piezas de fundición más resistentes, con la estructura más robusta y duraderas.

Los camiones todoterreno pueden tener chasis rígido o articulado. Los de chasis rígido suelen tener tracción trasera y son ideales para circular por carreteras en buen estado. En cambio, los con chasis articulado tienen tracción a las cuatro ruedas y son capaces de circular en diferentes condiciones climatológicas, por carreteras de difícil acceso y con declives de hasta 35º.

Estos vehículos también disponen de un sistema de lubricación centralizado, de modo que todos los puntos reciben la dosis correcta sin necesidad de intervención profesional. El calibrado de los neumáticos también es fundamental para la operación, ya que un neumático vacío puede elevar la temperatura de trabajo y provocar la separación de la carcasa.

Retos del mantenimiento de vehículos todoterreno

Como ocurre con cualquier activo industrial, la clave para garantizar que los equipos funcionen siempre correctamente es el monitoreo continuo de los indicadores de salud. Sin embargo, en el caso de los vehículos todoterreno, esto resulta ser una tarea muy difícil. ¿Por qué?

Dificultad de acceso: la estructura de un vehículo todoterreno, ya sea un camión, una excavadora, una perforadora u otro tipo, suele estar bastante cerrada y protegida, lo que garantiza la robustez del equipo. Otros puntos se encuentran en altura. Todo ello dificulta el proceso manual de toma de datos y a menudo deja puntos inaccesibles para la lectura de datos. En este caso, la solución de teledetección de Dynamox ofrece seguridad, ya que el profesional no necesita estar cerca del activo para tomar las lecturas. Los sensores de vibración y temperatura de Dynamox monitorizan continuamente los índices de salud de estos activos sin necesidad de que haya un profesional cerca. Además, los dispositivos cuentan con la certificación IP66, IP68, IP69 y EX, lo que contribuye aún más a la seguridad de las operaciones.

Exposición al riesgo: debido al tamaño, la carga y el tránsito constante de estos vehículos, así como a otros factores, la actividad de inspección puede exponer a los inspectores a riesgos. Además, para recolectar cierta información, como los datos sobre vibraciones, el vehículo debe estar en funcionamiento.

Normalización de la recolección: otro reto del monitoreo de vehículos todoterreno es normalizar la recolección para que los datos sean válidos a efectos de comparación y seguimiento.

Modos de falla en componentes de vehículos todoterreno

Fallas del motor de combustión

Este componente se encarga de transformar la energía térmica en energía mecánica, proporcionando la fuerza motriz necesaria para el funcionamiento del activo. Los modos de falla observados son:

• Filtro de aceite: un filtro de aceite obstruido o roto también puede ser una de las causas de falla del motor de combustión, ya que su función es evitar que las impurezas dañen el motor.    
• Filtro de combustible: las fugas u obstrucciones en el filtro de combustible pueden causar problemas en el motor, aumentando considerablemente el consumo de combustible del vehículo.
• Filtro de aire: los problemas con este elemento, como mangueras obstruidas o mal sujetas, pueden ser una de las causas de fallas en el motor. Este filtro es fundamental para la salud del motor y, cuando no funciona correctamente, puede hacer que pierda su eficiencia.

Fallas en la batería

Este componente es el que genera la energía para los demás componentes electrónicos del vehículo. El modo de avería más común relacionado con este componente es la descarga, que impide su arranque.

Fallas en la refrigeración

Como componente que regula y controla la temperatura del motor, puede fallar cuando el líquido refrigerante está bajo, o cuando hay daños en las mangueras, ya sea por obstrucción, desgaste o mala fijación, o cuando hay daños en la bomba de agua.

Fallas en los frenos de servicio y traseros

Este es un componente fundamental cuya función es reducir la velocidad del vehículo o mantenerlo parado, realizando este proceso de forma segura al distribuir adecuadamente la fuerza de frenado entre las ruedas. Puede fallar por desalineación o desajuste del perno, mala fijación o mal contacto de la cámara de freno o daños en la válvula de seguridad.

Caso de éxito: implantación del monitoreo remoto continuo en vehículos todoterreno

Dynamox y Vale desarrollaron un proyecto para monitorear fallas en vehículos todoterreno en la mina de Carajás, situada en el estado de Pará. Antes de implementar la solución, para inspeccionar las ruedas motorizadas era necesario mantener el vehículo parado para poder acceder al camión y retirar el piñón de la rueda. Una vez retirado el piñón, había que desmontar la carcasa de la rueda motorizada, y solo entonces se podía acoplar el acelerómetro y comenzar la recogida de datos.

Además de inseguro, el proceso de recolección para inspeccionar las ruedas motorizadas obligaba a detener el vehículo durante unas dos horas, lo que reducía la productividad. Por ello, el equipo de mantenimiento de Vale identificó oportunidades de mejora y trató de mejorar este proceso de recogida. En colaboración con Dynamox, la solución encontrada fue utilizar sensores inalámbricos de vibración y temperatura, lo que permitía recopilar datos a distancia.

En el caso de la rueda motorizada, el dispositivo se fija en el interior de la rueda y almacena los datos de vibración y temperatura en su memoria interna. Además, con una periodicidad definida para cada camión, el inspector recolecta los datos que se guardan en la memoria interna del dispositivo, además de obtener un espectro de vibraciones en una condición estable y conocida.

Esta condición conocida se produce cuando el camión es conducido a una velocidad continua durante una distancia corta. En ese momento, utilizando una tableta, el inspector se conecta a los sensores instalados en las ruedas a una distancia segura.

Trigger: dispositivo desarrollado por Dynamox para optimizar la recolección de datos

En el proyecto entre Vale y Dynamox mencionado anteriormente, se desarrolló el Trigger, una funcionalidad del Gateway que permite el monitoreo basado en la operación. La función de esta solución era satisfacer una necesidad particular del proyecto: recolectar datos en momentos específicos, pudiendo interpretar diferentes señales y desencadenar acciones de recolección espectral a partir de los sensores asociados.

Para identificar los eventos, el Trigger dispone de entradas digitales, analógicas y CAN y permite definir varias reglas lógicas simples o combinadas para que el gateway entienda cuál es el mejor momento para la recolección de datos y dispare la orden de toma de espectros de los sensores cuando reconozca este momento.

El funcionamiento del Trigger se basa en el disparo de acciones en condiciones predeterminadas y configurables, mediante señales recibidas en alguna de las interfaces disponibles. Estas señales pueden ser: acción basculante, activación del equipo, rotación o una combinación de dos o más señales.

El uso del dispositivo Trigger está indicado en cualquier aplicación que no tenga un modo de funcionamiento constante, como vehículos todoterreno, permitiendo obtener datos correlacionables y comparables para la identificación de fallas y comportamientos.

De este modo, la solución de Dynamox ayuda a los equipos de mantenimiento a superar los retos que plantea el monitoreo de vehículos todoterreno. Los sensores inalámbricos proporcionan una recolección fiable de datos de vibración y temperatura. El Gateway permite recolectar esta información sin exponer a los profesionales a los riesgos de trabajar cerca de estos activos.

Por último, el Trigger, desarrollado inicialmente para Vale, pero ya ampliamente utilizado para el monitoreo basada en operaciones, garantiza la normalización de las recolecciones según las necesidades.

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