Monitoreo de la condición de los activos físicos alineados al estándar PAS 55 - ISO 55000

La implementación de técnicas y herramientas de Monitoreo de la Condición en los Activos Físicos contribuyen a la optimización de las tareas de mantenimiento en plantas industriales. Hoy en día, es una de las razones para que las empresas realicen investigaciones en el mejoramiento continuo de sus instalaciones, y garantizar así la continuidad operativa de los procesos buscando el costo beneficio de la inversión. Uno de los grandes retos que están afrontando las organizaciones independientemente  del tamaño, es la reducción en los costos del mantenimiento (equilibrando los riesgos y los beneficios del desempeño). La industria está en una encrucijada, los usuarios están bajo presión para aumentar la rentabilidad de las inversiones y a la vez mejorar la productividad de las organizaciones. Muchas empresas están revisando sus organizaciones y procesos para conducirlos a la implementación de metodologías y modelos alineados a los estándares y normas lo que muchas veces implica acabar con estructuras tradicionales en busca de mayor productividad y definitivamente la reducción de los costos del mantenimiento de activos. Durante años, las empresas han realizado mantenimientos a sus equipos; de forma que sus grupos de mantenimiento y producción desmontan los equipos para su reparación  en cada mantenimiento mayor (Overhaul) o Paradas de Planta (Turnaround). La razón por la cuál hacen esto, es porque no pueden diagnosticar cuáles de las activos necesitan bajarse y repararse.

Monitoreo por condición
Monitoreo (monitoring) es la medición de una variable física que se considera representativa de la condición del equipo y su comparación con valores que indican si el equipo está en buen estado o deteriorado. Los objetivos del monitoreo por condición es indicar cuándo existe un problema, para diagnosticar entre condiciones buena y mala; y si es mala indicar cuán mala és. Evitando fallos catastróficos, diagnosticar fallos con problemas específicos, pronosticar la vida útil y cuánto tiempo más podría funcionar el equipo sin riesgo de fallo. Esta técnica permite el análisis paramétrico de funcionamiento cuya evaluación permite detectar un fallo antes de que tenga consecuencias más graves. (S. Goldman, 1999).

En general, consiste en estudiar la evolución temporal de ciertos parámetros y asociarlos a la evolución de fallos, para así determinar en qué período de tiempo ese fallo va a tomar una relevancia importante y así poder planificar todas las intervenciones con tiempo suficiente para que ese fallo nunca tenga consecuencias graves. Una de las características del mantenimiento por condición es que permite realizar el diagnóstico sin parar los activos.

La inspección de los parámetros se pueden realizar de forma periódica o de forma continua, dependiendo de diversos factores como son: el tipo de planta, tipos de fallos a diagnosticar y la inversión que se quiere realizar.

Aplicación en sistemas expertos
En el campo del monitoreo por condición los sistemas expertos Figura 1. se utilizan fundamentalmente como herramientas de diagnóstico. Se trata de que el programa pueda determinar en cada momento el estado de funcionamiento de sistemas complejos, anticipándose a los posibles incidentes que pudieran acontecer. Así, usando un modelo computacional del razonamiento de un experto humano, proporciona los mismos resultados que alcanzaría dicho experto. (Amendola.L, 2003).

Beneficios del monitoreo por condición
Una forma en la que se podría intentar evaluar los ahorros que se obtendrían al implementar una estrategia de mantenimiento de monitoreo por condición, es confeccionando una lista de las detenciones realizadas y fallos detectados producidos en los últimos años en conjunto de equipos con sus causas.

Con esto se podría determinar:

• Cuáles intervenciones podrían haber resultado más económicas si se hubiera detectado el fallo en una etapa más incipiente, evitando que la máquina funcionara hasta la rotura.
• Qué averías podrían haber sido reparadas más rápidamente si se hubiese conocido bien, antes de abrir la máquina, cuál era el elemento defectuoso.
• Cuáles serían los ahorros si después de efectuado un mantenimiento se controla la calidad del mantenimiento realizado. Para esto se evalúa la condición mecánica en que quedó la máquina a través del análisis de las mediciones realizadas inmediatamente después de la reparación. Las técnicas actuales del mantenimiento permiten verificar si un elemento reemplazado quedó disminuido debido a un procedimiento de montaje inadecuado (por ejemplo, un rodamiento con sus pistas de rodadura sin dientes). (Robert C., Jr. Eisenmann, 2002).

Clave del éxito
Dada la creciente sofisticación de las tecnologías de mantenimiento y los requerimientos de diagnósticos certeros y oportunos, la industria de servicios de mantenimiento ha venido creciendo sostenidamente en las economías rápidas. Especialistas apoyados por computadores conectados remotamente a los sensores de los equipos monitorean signos vitales acumulando una experiencia y conocimientos imposibles de lograr en cada planta por separado. La visión tradicional del mantenimiento y el diagnóstico industrial está cambiando radicalmente. Hoy en día, el mantenimiento según condición, se está convirtiendo en una poderosa herramienta de productividad, clave para enfrentar la creciente competitividad de mercados irregulares en expansión. Este cambio es parte de una transformación global que abarca toda la industria.

4.3 Los objetivos del mantenimiento según condición

• Vigilancia de máquinas. Indicar cuándo existe un problema. Debe distinguir entre condición buena y mala, y si es mala indicar cuán mala es.
• Protección de máquinas. Evitar fallas catastróficas. Una máquina está protegida, si cuando los valores que indican su condición llegan a valores considerados peligrosos, la máquina se detiene automáticamente.
• Diagnóstico de fallos. Definir cuál es el problema específico.
• Pronóstico de la esperanza de vida (LCC). Estimar cuánto tiempo más podría funcionar la máquina sin riesgo de fallos catastróficos.

La finalidad del monitoreo según condición (Condition monitoring) es obtener una indicación de la condición (mecánica) o estado de salud de la máquina, de manera que pueda ser operada y mantenida con seguridad y economía. Ver figura 2

Monitoreo de la condición alineado a la gestion de activos físicos (PAS 55 – ISO 55001) – Implementación de planes y mejora Continua

La Gestión de Activos Físicos es uno de los enfoques que ayudará a las organizaciones intensivas en activos a desarrollar las acciones para poder generar valor al negocio (alineado a las expectativas del negocio). En este sentido en la PAS 55 (desde 2004) – ISO 55001 Gestión de Activos Físicos (2014) se hace referencia a la importancia de la definición adecuada de los planes de gestión de activos y su implementación en el que se consideran aspectos relacionados al monitoreo de la condición de los activos.

En este sentido se plantea que durante la utilización de los activos, se debería tomar en cuenta cómo se definen, documentan y comunican los criterios de operación, así como también como se controlan y se monitorean. Es importante que los parámetros y controles operacionales sean considerados y gestionados en conjunto con los trabajos de mantenimiento (Debido al impacto potencial del uso sobre las características de degradación de los activos, los riesgos de fallas y ciclos de vida de los activos). Por ejemplo, si el tren de aterrizaje de un avión es mantenido de acuerdo a un programa relacionado con el numero de aterrizajes, entonces las variaciones en el régimen de vuelo operacional necesitan ser reflejadas dentro del programa de mantenimiento de manera que las acciones y recursos relevantes de mantenimiento puedan ser ajustadas apropiadamente. La orientación del monitoreo de la condición de los activos debe ser dirigida a lograr la mejora continua, es así que la organización deberá establecer, implementar y mantener procesos y/o procedimientos para monitorear y medir el desempeño del sistema de gestión de activos, y el desempeño y/o condición de los activos y/o sistemas de activos. Bajo este enfoque debe considerarse los tipos de monitoreo: Reactivo y Proactivo. El  monitoreo reactivo orientado para identificar no conformidades pasadas o existentes en el sistema de gestión de activos, cualquier deterioro, fallas o incidentes relacionadas al activo, y el  monitoreo proactivo orientado para asegurar de que el sistema de gestión de activos y los activos y los sistemas de activos estén operando de la forma en que están requerida. (Monitoreo de Diagnostico y Condición).

Es importante que la organización cuente con medidas tanto cualitativas como cuantitativas, apropiadas para las necesidades de la organización. Monitoreo de la efectividad y eficiencia global del sistema de gestión de activos. Todo ello abarca también aspectos relativos a indicadores acerca de la evaluación del desempeño de los activos que permita la detección de bajo rendimiento, incidentes y fallas tanto a nivel de los activos como del sistema de activos. La piedra angular de esto está asociado al registro del monitoreo, datos de medición y resultados para facilitar el análisis subsiguiente de las causas de los problemas para la determinación de las acciones correctivas o preventivas y/o facilitar la mejora continua.

Tecnología disponible
A continuación se muestran algunas tecnologías que pueden ser usadas como referencia no se muestran con ánimo de comercialización sino como base de consulta de los lectores.

Emerson Process Management
Esta tecnología es utilizada para en análisis de vibración, supervisión inalámbrica en línea, análisis de termografía, diagnostico de motores y posibilidad de interconexión con sistemas de control de procesos industriales para gestión de activos. Es una tecnología práctica y necesaria que proporciona resultados probados. De acuerdo a datos suministrados por Emerson Process Management el aumento en capacidad de la producción aumenta en un 40 % al implementar esta tecnología, obteniendo una reducción significante en costes, gastos, desecho y energía, calidad del producto mejorado, seguridad y extensión de la vida útil de los activos. Las plantas que adoptan estrategias de mantenimiento por monitoreo pueden reducir tiempo fuera de servicio significativamente debido al prevenir el fallo de la máquina. El mantenimiento por monitoreo aumenta la calidad del servicio, reduce los costes de mantenimiento, porque sabiendo de antemano cuando una máquina particular necesita reparaciones previene fallos catastróficos potenciales.

Emerson Process Management cuenta con el equipo ( CSI 2130) Analizador de mantenimiento de las máquinas puede identificar rápidamente y con precisión el desarrollo de fallas en máquinas  rotativas, y luego llegar a la raíz del problema. El CSI 2130 permite al personal de mantenimiento  controlar más máquinas en menos tiempo, y centrar sus esfuerzos en el desarrollo de estrategias para la búsqueda de fallas y evitar paros de maquina; los datos y trabajos de mantenimiento se pueden cargar en un sistemas de gestión de activos y transferido a un EAM (Enterprise Asset Management).  Emerson Process, (2012).

GE - Bently Nevada Condition Monitoring ( 3500 Series System )
Este sistema supervisa las condiciones de la máquina a través de colectores de datos portátiles produciendo información online/offline unificada. También el sistema permite la supervisión de otros activos de las plantas industriales como recipientes, tuberías, intercambiadores de calor, válvulas, instrumentos y virtualmente cualquier equipo para las que la información de la condición se desea. Su plan escalable le permite ser usado como sistema supervisorio para cada recurso de la planta, permite la comunicación con sistemas EAM (Enterprise Asset Management), Sistemas de Control de Proceso, Hojas de Cálculo, Bases de Datos  y Software de Instrumentación. General Electric, (2012).

Rockwell Automation Condition Monitoring
La Serie XMTM ofrece módulos de medición, relés y puertas de enlace para montaje sobre raíl DIN, distribuidos sobre un bus DeviceNet estándar de tipo industrial. Esta unidad está diseñada para proteger elementos clave de fallos catastróficos, reducir los costes de mantenimiento, utilizar la "Capacidad predictiva" para mejorar la planificación de la producción, mejorar la OEE, RONA, la gestión de inventarios y la calidad del producto. La Serie XMTM permite el montaje de los módulos cerca de la máquina, minimizando gastos en cableado y su complejidad, incluyendo temperatura dinámica y procesos. Se integra en plataformas Linx, Logix y View, ofreciendo información clave al personal adecuado en tiempo real, al mismo tiempo que se reducen los costes de instalación. No tiene las limitaciones de los sistemas dedicados tradicionales; es de mantenimiento sencillo y entre sus opciones se incluyen capacidad de sustitución en caliente, bases de terminales independientes y módulos multiusos. Rockwell Automation (2012).

6.4 SKF Condition Monitoring Microlog CMXA 51-IS - ATEX
El CMXA 51-IS , es un equipo portátil y robusto, intrínsecamente seguro y de mano que permite la recopilación de datos sobre vibraciones y procesos, así como datos dinámicos en entornos peligrosos. Con un certificado ATEX Zona 0, el SKF Microlog CMXA 51-IS es ideal para programas de mantenimiento en la industria petroquímica, instalaciones de gas y petróleo, plantas farmacéuticas y de tratamiento de aguas residuales, o cualquier otra fábrica donde haya ambientes potencialmente explosivos. SKF (2012).

Buenas prácticas
De acuerdo con nuestra experiencia industrial e investigaciones, y aportes de expertos en esta área, se recomienda consultar las características con los equipos recomendados; también se recomienda acudir a otras tecnologías similares existentes en el mercado para realizar un análisis comparativo siempre utilizando el sentido común y midiendo el coste-beneficio para la selección del más apropiado para su empresa. Los sistemas de monitoreo evalúan el desempeño y niveles de las actividades soportada por normas y estándares que nos dan la orientación sobre qué evaluar y mejorar en una organización con respecto a la gestión del todo el ciclo de vida de los activos. En la serie ISO 55000 se describen los requisitos para un sistema de gestión de activos, la ISO 50000 para la gestión de la eficiencia energética, la ISO 21500 Project Management y otras referencias fundamentales.