Vibración y termografía en el mantenimiento predictivo: ¿por qué combinar ambas tecnologías?

La vibración y termografía en el mantenimiento predictivo son técnicas consolidadas y complementarias dentro de una estrategia de confiabilidad. Mientras que el análisis de vibración se aplica ampliamente al monitoreo de maquinaria rotativa, la termografía industrial es muy utilizada en la evaluación de tableros eléctricos y componentes sujetos a un calentamiento anormal.

A pesar de ello, en muchas plantas industriales, es común que surjan dudas sobre cómo integrar estas técnicas de forma eficiente. Después de todo, incluso estando consolidadas, estas técnicas entregan diagnósticos diferentes y ayudan a identificar distintos modos de falla. Por ello, comprender esta complementariedad permite ampliar la cobertura del mantenimiento predictivo y reducir las brechas en el monitoreo de los activos.

Este artículo demuestra por qué la vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo deben operar de manera integrada, explicando el rol técnico de cada tecnología, sus limitaciones individuales y los beneficios prácticos al combinarlas.

Adicionalmente, se presenta cómo el monitoreo térmico continuo con Dynamox Lens expande la capacidad de detección de fallas y fortalece la confiabilidad de los activos críticos.

El rol de la vibración en el mantenimiento predictivo

El análisis de vibración es una de las técnicas más consolidadas del mantenimiento predictivo. A continuación, se detallan sus principales características.

¿Qué mide la vibración?

Los sensores de vibración miden la aceleración, velocidad o desplazamiento del activo durante su operación.

Estas señales se analizan en el dominio del tiempo y de la frecuencia, lo que permite identificar variaciones asociadas a defectos mecánicos. De este modo, al interpretar el espectro de frecuencia, es posible asociar determinados patrones a componentes específicos, tales como rodamientos, engranajes, acoplamientos y rotores.

Los sensores de vibración captan señales generadas por el movimiento oscilatorio del activo durante su operación. Estas señales se analizan a través de parámetros como aceleración, velocidad y desplazamiento, tanto en el dominio del tiempo como en el de la frecuencia.

De esta manera, al interpretar el espectro de frecuencia, es posible asociar ciertos patrones a componentes específicos, tales como rodamientos, engranajes, acoplamientos y rotores.

Principales fallas mecánicas detectadas

El análisis de vibración es altamente eficaz en la detección de fallas como:

• Desbalance.
• Desalineamiento.
• Holguras mecánicas.
• Defectos en rodamientos.
• Problemas en engranajes.
• Resonancias estructurales.

Una de las mayores ventajas del análisis de vibración es su capacidad para identificar fallas en etapa inicial. Pequeñas irregularidades en los rodamientos, por ejemplo, pueden generar firmas específicas en el espectro mucho antes de que sean audibles o perceptibles por temperatura.

Aplicaciones de la vibración en el mantenimiento predictivo

El análisis de vibración se aplica ampliamente en:

• Motores eléctricos.
• Bombas.
• Reductores.
• Ventiladores.
• Compresores.
• Sistemas con transmisión por engranajes.
• Cojinetes y rodamientos.
• Ejes, rodillos y cilindros.

De este modo, los activos mencionados cuentan con componentes rotativos cuyos defectos alteran directamente el comportamiento dinámico del sistema, lo que convierte al análisis de vibración en una herramienta esencial para el monitoreo de la condición mecánica.

Limitaciones del análisis vibracional

A pesar de su eficacia para evaluar la condición mecánica, el análisis de vibración monitorea predominantemente fenómenos dinámicos.

Por lo tanto, no todas las anomalías se manifiestan inicialmente como una alteración vibracional significativa.

En maquinaria rotativa, como motores y reductores, la termografía puede complementar al análisis de vibración al identificar puntos calientes asociados con:

• Puntos de fricción.
• Consumo elevado de corriente.
• Problemas eléctricos, como fugas de corriente y cortocircuitos.
• Falta de refrigeración.

En este caso, la vibración también se puede monitorear, pero la termografía interviene como una técnica adicional para expandir el análisis del activo.

Por su parte, en la infraestructura eléctrica, tales como tableros eléctricos, transformadores, líneas de transmisión, subestaciones y generadores, la vibración normalmente no es la variable principal de análisis. En estos sistemas, la termografía puede identificar puntos calientes relacionados con:

• Fugas de corriente.
• Contactores, disyuntores y otros componentes dañados.
• Conexiones flojas o mal ejecutadas.
• Materiales en mal estado, como piezas desgastadas, oxidadas o corroídas.
• Falta de aislamiento.
• Cortocircuitos.

Por lo tanto, esta diferencia no debe tratarse como una limitación del análisis de vibración, sino como una característica inherente de la técnica. El punto clave consiste en comprender qué fenómeno se debe monitorear y aplicar la tecnología más idónea para dicho diagnóstico.

El rol de la termografía en el mantenimiento predictivo

Si el análisis de vibración evalúa el comportamiento mecánico dinámico del activo, la termografía industrial analiza su comportamiento térmico. En múltiples escenarios, la temperatura es uno de los primeros indicadores de que un equipo no está operando bajo las condiciones ideales de funcionamiento. A continuación, se detallan sus aspectos clave:

¿Cómo funciona la termografía industrial?

La termografía se basa en la detección de la radiación infrarroja emitida por las superficies. De este modo, los sensores termográficos detectan esta radiación térmica y la convierten en imágenes térmicas.

El resultado es un mapa de distribución de temperatura del componente monitoreado. A diferencia de los sensores puntuales, la imagen térmica permite visualizar múltiples puntos de forma simultánea, identificando gradientes térmicos, puntos calientes (hotspots) y patrones anormales invisibles a simple vista.

En este caso, los sensores son infrarrojos, pero es el sistema, a través de un software, el que produce las imágenes termográficas a partir de la señal detectada. Como el ser humano no puede percibir la radiación infrarroja a simple vista, el software convierte estas ondas en una escala de colores visible.

De esta manera, la diferencia entre la radiación infrarroja emitida por cuerpos más calientes y más fríos radica en la intensidad y en el espectro de la radiación emitida.

• Cuerpos más calientes: emiten radiación térmica con mayor intensidad y longitudes de onda menores.
• Cuerpos más fríos: emiten radiación térmica con menor intensidad y longitudes de onda mayores.

Por esta razón, las imágenes o videos termográficos permiten interpretar estas variaciones en escalas de colores visibles, lo que respalda el análisis del comportamiento térmico del activo.

La termografía es altamente eficaz en la identificación de fallas asociadas con un aumento anormal de la temperatura, tales como:

• Mal contacto eléctrico.
• Conexiones oxidadas.
• Sobrecarga eléctrica.
• Desequilibrio de fases.
• Fricción por lubricación deficiente.
• Problemas de disipación térmica.

En sistemas eléctricos energizados, por ejemplo, el efecto Joule genera un calentamiento localizado mucho antes de que cualquier alteración vibracional sea perceptible. Este efecto físico ocurre cuando la corriente eléctrica disipa energía en forma de calor al circular a través de un conductor.

Aplicaciones de la termografía en el mantenimiento predictivo

En la práctica, la termografía industrial se aplica tanto en activos rotativos como en sistemas eléctricos.

En activos rotativos, esta técnica asiste en la identificación de:

• Sobrecalentamiento en rodamientos.
• Problemas de lubricación.
• Fricción excesiva.
• Sobrecarga operativa.

Por su parte, en sistemas eléctricos, se utiliza ampliamente para monitorear:

• Barras eléctricas.
• Disyuntores.
• Terminales de cables.
• Paneles eléctricos.
• Tableros de distribución.

Esta versatilidad expande su relevancia en la estrategia de monitoreo de condición de la planta.

Además, una de las principales ventajas de la termografía es que puede aplicarse con la máquina en operación, sin necesidad de interrumpir la producción.

Dado que el equipo está realizando un trabajo, consumiendo energía, generando fricción o produciendo potencia, resulta posible captar su perfil térmico en condiciones reales de carga.

De este modo, la termografía permite visualizar cómo se comporta el activo durante la operación, lo que expande su relevancia dentro de la estrategia de monitoreo de condición.

Limitaciones de la termografía

A pesar de ser una herramienta eficiente para identificar anomalías térmicas, la termografía presenta limitaciones técnicas que deben considerarse dentro de la estrategia de mantenimiento predictivo.

Entre sus principales aspectos se encuentran:

• Detecta efectos térmicos, no la causa mecánica o eléctrica directa.
• No identifica fenómenos puramente dinámicos.
• Depende de la transferencia de calor hacia la superficie monitoreada.
• Puede verse influenciada por las condiciones operativas y ambientales.

Además, cuando se aplica de forma puntual mediante inspecciones periódicas, surgen limitaciones adicionales:

• Medición no continua.
• Dependencia de rutas manuales.
• Ventana de observación limitada.
• Historial térmico fragmentado.

Por lo tanto, la termografía es altamente eficaz para fenómenos con manifestación térmica. No obstante, su aplicación aislada —especialmente cuando no es continua— puede generar brechas en la estrategia de monitoreo de condición.

Para ilustrar de manera aún más clara la diferencia entre el análisis de vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo, se presenta la siguiente tabla comparativa:

¿Cuándo combinar vibración y termografía en el mantenimiento predictivo?

La decisión de integrar el análisis de vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo debe estar orientada por la criticidad, el riesgo operativo y el nivel de madurez de la estrategia de confiabilidad.

No todos los activos requieren un monitoreo combinado. No obstante, en ciertos contextos industriales, realizar el seguimiento simultáneo del comportamiento dinámico y térmico amplía significativamente la previsibilidad del mantenimiento.

Equipos con fenómenos mecánicos y eléctricos relevantes

Los motores eléctricos, reductores, ventiladores, compresores y otros activos rotativos pueden presentar tanto alteraciones mecánicas como variaciones térmicas durante su operación.

En estos casos, el análisis de vibración y la termografía no compiten entre sí, ya que cada una evalúa un fenómeno físico diferente.

De este modo, la estrategia combinada resulta más consistente porque expande el diagnóstico sobre el activo, sin considerar una técnica como sustituta de la otra.

Historial de sobrecalentamientos o fallas eléctricas

Si la planta ya ha registrado eventos relacionados con conexiones eléctricas con aumento de resistencia, sobrecarga eléctrica o desequilibrio de fases, la adopción conjunta del análisis de vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo incrementa la capacidad de anticipación.

Por ejemplo, un tablero eléctrico puede comenzar a presentar puntos calientes debido al aumento de corriente. Este incremento puede ocurrir porque un motor consume más corriente para compensar el torque requerido, debido a que algún elemento mecánico de la máquina presenta inconvenientes.

Es decir, una alteración térmica en el tablero puede indicar un exceso de carga provocado por un problema mecánico en el activo.

Modos de falla de rápida evolución

Algunos modos de falla en el sistema eléctrico evolucionan de forma acelerada tras el inicio del calentamiento. Cuando la inspección térmica se realiza únicamente de forma periódica, se puede perder el momento oportuno para la intervención. De este modo, integrar el monitoreo térmico continuo al análisis vibracional reduce el intervalo entre la detección y la acción correctiva planificada.

Esto resulta de gran relevancia en componentes como conexiones, barras eléctricas, disyuntores y terminales de cables, en los cuales el aumento de temperatura puede evolucionar rápidamente según la carga y la condición operativa.

Con un seguimiento continuo, el equipo de mantenimiento logra identificar variaciones térmicas fuera del estándar, monitorear su evolución y actuar antes de que la desviación provoque el quemado de componentes, un cortocircuito o una parada no programada.

Estrategias que buscan una mayor madurez predictiva

A medida que el mantenimiento evoluye desde el modelo preventivo hacia el predictivo basado en datos, expandir las variables monitoreadas se convierte en una decisión estratégica.

La integración entre el análisis de vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo optimiza la priorización de actividades e intervenciones en los activos, incrementa la confiabilidad del diagnóstico y respalda la toma de decisiones basada en evidencias.

Beneficios de la estrategia combinada en el mantenimiento predictivo

Al integrar la vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo, la industria expande su capacidad de diagnóstico y fortalece la toma de decisiones basada en múltiples indicadores de condición. A continuación, se presentan los principales beneficios de esta sinergia:

• Reducción de puntos ciegos: monitoreo simultáneo de variables dinámicas y térmicas, lo que disminuye las brechas en la detección de fallas.
• Diagnóstico más preciso: mayor consistencia técnica al correlacionar diferentes señales de degradación del activo.
• Menor riesgo de fallas críticas: expansión de la capacidad para identificar la degradación antes de que evolucione hacia eventos severos.
• Mejor priorización de activos: clasificación de las intervenciones con base en múltiples criterios de condición, lo que optimiza la precisión en la planificación del mantenimiento.
• Mayor previsibilidad operativa: las decisiones respaldadas por más de una variable reducen las incertidumbres y fortalecen la estrategia predictiva global.

En síntesis, combinar el análisis de vibración y la termografía representa expandir la profundidad del análisis de condición.

Mientras una tecnología analiza el comportamiento mecánico y la otra evalúa el comportamiento térmico, la integración de ambas proporciona una visión más completa del activo.

En este contexto, Dynamox Lens expande el uso de la termografía al llevar el monitoreo térmico hacia una lógica continua, integrada a la rutina predictiva de la planta.

Se trata de un sensor termográfico fijo, desarrollado para realizar el seguimiento de activos industriales en operación e identificar calentamientos anormales sin depender únicamente de inspecciones puntuales.

Con las imágenes térmicas enviadas a la Dynamox Platform, el equipo de mantenimiento logra monitorear el historial térmico, configurar alertas y analizar los datos termográficos en conjunto con la información de vibración, temperatura e historial del activo en una misma interfaz.

Errores comunes al utilizar el análisis de vibración o la termografía de forma aislada

Muchos equipos de mantenimiento aún tienen dudas sobre cómo combinar el análisis de vibración y la termografía. Las decisiones relacionadas con el monitoreo suelen verse influenciadas por experiencias previas, el alcance actual del departamento de mantenimiento y la madurez técnica de la planta.

Por ello, ciertos errores de aplicación pueden limitar la evolución de la estrategia predictiva y reducir la visibilidad sobre la condición de los activos.

A continuación, se presentan algunas de las objeciones más comunes y por qué estas pueden limitar la evolución de su estrategia predictiva:

“Ya utilizo el análisis de vibración, con eso es suficiente”

El análisis de vibración es altamente eficaz para detectar fallas mecánicas en activos rotativos. No obstante, este no fue diseñado para identificar fenómenos predominantemente térmicos o eléctricos.

Las conexiones con mal contacto, los desequilibrios de fase, la sobrecarga eléctrica y los sobrecalentamientos localizados pueden evolucionar sin presentar alteraciones vibracionales significativas en sus etapas iniciales.

En este contexto, Dynamox ofrece soluciones de vibración y termografía en una misma plataforma, lo que facilita el análisis integrado de los datos.

De este modo, el equipo de mantenimiento puede visualizar diferentes indicadores en el mismo entorno, centralizar la información y utilizar tecnologías complementarias dentro de una estrategia predictiva más estructurada.

“La termografía es solo para tableros eléctricos”

Esta es una percepción común, pero limitada.

Aunque la termografía industrial es ampliamente utilizada en tableros, barras eléctricas y disyuntores, también cuenta con aplicaciones sumamente relevantes en activos rotativos.

Los rodamientos con lubricación deficiente, fricción excesiva, sobrecarga operativa y fallas en la disipación térmica, por ejemplo, presentan un incremento de temperatura detectable.

Por ello, restringir la termografía únicamente al sistema eléctrico limita su potencial como herramienta de monitoreo de condición. No obstante, es importante destacar que los tableros eléctricos suelen ser poco monitoreados a pesar de su criticidad para la operación, ya que alimentan máquinas y sistemas esenciales de la planta.

De este modo, las inspecciones termográficas puntuales realizadas con sensores portátiles pueden no reflejar la realidad operativa en su totalidad.

Por esta razón, Dynamox ofrece una solución IoT en línea que se puede instalar de forma fija dentro del tablero eléctrico, la cual monitorea continuamente el perfil térmico y configura niveles de alarma para respaldar al equipo de mantenimiento.

“Dos tecnologías incrementan el costo”

Analizar los costos basándose únicamente en el número de tecnologías ignora el impacto financiero de las fallas no detectadas.

Una falla eléctrica crítica que evoluciona sin un monitoreo térmico puede generar paradas no programadas, daños secundarios y riesgos operativos.

De la misma manera, un defecto mecánico que no se identifique de forma temprana puede comprometer activos de alto valor.

Por consiguiente, la inversión debe evaluarse desde la perspectiva de la mitigación de riesgos, la reducción de paradas y el incremento de la confiabilidad, y no únicamente como la adquisición de sensores adicionales.

“El monitoreo térmico continuo no es necesario”

La inspección termográfica puntual es útil, pero presenta limitaciones claras: mediciones periódicas, dependencia de rutas manuales y la ausencia de un seguimiento continuo de la evolución térmica.

Los sobrecalentamientos intermitentes o progresivos pueden aparecer y desaparecer entre inspecciones. Además, sin un historial estructurado, resulta complejo correlacionar las tendencias térmicas con el comportamiento vibracional.

Después de todo, las condiciones climáticas cambian, la demanda de carga varía y la calidad de la energía suministrada por la empresa distribuidora también puede fluctuar. Pequeñas intervenciones en los tableros e incluso los ciclos constantes de encendido y apagado pueden alterar por completo el perfil termográfico.

En este escenario, cabe preguntarse: ¿cómo saber cuál es el momento más crítico para realizar una inspección puntual? En la práctica, el inspector no siempre dispondrá de esta visibilidad. Por esta razón, el monitoreo térmico en línea y continuo resulta fundamental para realizar el seguimiento de la evolución real de la condición térmica.

Adicionalmente, Dynamox Lens puede configurarse para analizar hasta tres regiones diferentes. De este modo, es posible dividir el análisis y las alertas por áreas dentro del propio tablero eléctrico, como una zona para contactores, otra para las barras eléctricas y otra para los dispositivos de control, por ejemplo.

Cuando el objetivo consiste en incrementar la previsibilidad y reducir las incertidumbres, el monitoreo térmico continuo complementa la estrategia de vibraciones de forma consistente.

¿Cómo expande Dynamox Lens su estrategia predictiva?

Si la combinación entre el análisis de vibración y la termografía en el mantenimiento predictivo es el factor que reduce los puntos ciegos, el siguiente paso consiste en garantizar que el monitoreo térmico sea continuo, automatizado e integrado a su estrategia actual.

Como se detalló previamente, Dynamox Lens es un sensor termográfico fijo, desarrollado para realizar el seguimiento térmico continuo de activos industriales.

Este dispositivo detecta la radiación infrarroja emitida por las superficies y genera imágenes térmicas que permiten identificar sobrecalentamientos anormales invisibles a simple vista.

Al estar integrado a la Dynamox Platform, el sensor posibilita el seguimiento continuo de la temperatura mediante telemetría, la selección de hasta 3 regiones de análisis e imágenes infrarrojas detalladas.

El intervalo de telemetría es configurable desde 1 minuto hasta 24 horas, lo que permite realizar el análisis de tendencias y contar con trazabilidad térmica a lo largo del tiempo.

Dynamox Lens se utiliza en el mantenimiento industrial para el monitoreo de tableros eléctricos, centros de datos (data centers), circuitos electrónicos, activos de subestaciones y maquinaria rotativa de pequeño y mediano tamaño. Asimismo, permite realizar lecturas de temperatura en superficies a distancias de 0.3 a 3.5 metros, lo que expande la aplicación del monitoreo por imágenes térmicas en diferentes contextos industriales.

Esto permite:

• Detección de sobrecalentamientos anormales.
• Identificación de riesgos de cortocircuito e incendio.
• Reducción de la necesidad de realizar inspecciones manuales en zonas de riesgo.
• Incremento de la disponibilidad de los activos eléctricos.
• Soporte a la priorización técnica basándose en datos integrados.

Adicionalmente, Dynamox Lens es adecuado para aplicaciones tales como barras eléctricas, disyuntores, terminales de cables, tableros eléctricos y espacios confinados o de difícil acceso, donde el monitoreo continuo resulta estratégico.

Si ya utiliza sensores de vibración, el siguiente nivel de su estrategia predictiva consiste en incorporar inteligencia térmica integrada.

Comuníquese con un especialista de Dynamox y descubra cómo Dynamox Lens puede complementar su monitoreo de vibraciones con datos térmicos continuos y confiables.

Preguntas frecuentes sobre vibración y termografía en el mantenimiento – FAQ