El panorama de la fabricación y los procesos industriales está en constante cambio. Históricamente, los gigantes de la industria se beneficiaban de maquinaria grande, pesada, sobredimensionada y lenta, que requería mantenimiento continuo por parte de una mano de obra con salarios increíblemente bajos. La industria moderna se ve presionada a operar en un entorno más eficiente, con menos trabajadores, equipos especializados y márgenes de utilidad que, en muchos casos, son mínimos. Esto conlleva actividades de mejora que permiten obtener cada vez más con menos recursos: más producto y ganancias con menos personal y con menos fallos o interrupciones en la actividad. Para lograrlo, tanto las prácticas como la maquinaria deben evolucionar para mantenerse al ritmo de la demanda.
Pocos elementos se someten a un escrutinio tan exhaustivo como los activos físicos de la instalación; debemos asegurarnos de que funcionen correctamente, en el momento preciso y durante el tiempo previsto. Para ello, es necesario equilibrar numerosos factores, y a menudo la maquinaria no es capaz de alcanzar este nivel de desempeño en su estado actual. Se debe lograr una configuración superior: un estado óptimo que permita a los departamentos de mantenimiento, operaciones y confiabilidad realizar todas las comprobaciones necesarias en la maquinaria sin interrumpir su funcionamiento, manteniendo o incluso mejorando su confiabilidad inherente.
Cambiar la configuración de los activos o modificarlos para mejorar su desempeño no es una tarea que deba tomarse a la ligera. Para optimizar el desempeño de la maquinaria, primero debemos definir cómo queremos que mejoren. El desempeño óptimo se puede definir en diversas áreas y, según los objetivos de la organización, los cambios en la maquinaria deberán ajustarse a ellos. A continuación, se presentan algunas de las razones más comunes para modificar la maquinaria con el fin de aumentar su desempeño.
Mayor eficiencia energética
Se puede ahorrar dinero y mejorar el desempeño controlando el consumo energético de la maquinaria. Esta energía puede ser electricidad, diésel, gas, etc.; de esta forma, podemos optimizar el consumo energético en relación con el trabajo producido. Si nos centramos únicamente en el control de la lubricación, existen varias maneras de mejorar la eficiencia energética.
La selección del lubricante es el primer paso en este proceso. Es necesario elegir con cuidado y precisión el lubricante adecuado según las necesidades de la maquinaria y el entorno. Un lubricante demasiado espeso, demasiado fluido o sin los aditivos apropiados puede provocar grandes pérdidas por fricción, desgaste y aumento de la temperatura. Entre los factores a considerar se incluyen la viscosidad del lubricante a la temperatura de operación en comparación con la viscosidad requerida del componente; el grado NLGI de las grasas para minimizar las pérdidas por agitación; el índice de viscosidad del lubricante para mantener un espesor de película adecuado a todas las temperaturas de servicio; y los aditivos modificadores de fricción para minimizar las pérdidas durante el arranque. La selección del lubricante puede resultar compleja para algunos equipos sometidos a cambios operativos frecuentes y a condiciones ambientales variables, como fluctuaciones de temperatura.
Además de seleccionar el lubricante adecuado, debemos asegurarnos de que la máquina funcione con el nivel de lubricación correcto. Esto es fundamental en máquinas lubricadas por sapique o por baño, y no solo se aplica a la lubricación insuficiente. Un exceso de lubricante dentro de la carcasa puede generar una resistencia parásita que aumentará considerablemente la carga de trabajo del componente accionado, lo que conlleva un mayor consumo de energía y, por consiguiente, un mayor calor.
Las máquinas están diseñadas para moverse a través del lubricante a un nivel determinado; las variaciones en ese nivel pueden afectar la película lubricante que se genera. Debemos poder salpicar o elevar el volumen adecuado a las velocidades de operación. Esto también aplica a los componentes lubricados con grasa. Es común observar rodamientos engrasados con exceso de grasa que se escapa por el sello. Esto genera una resistencia en el sistema y debe evitarse.
Mantener el volumen de lubricante en el nivel adecuado depende tanto de la inspección como de los métodos de aplicación. Es necesario añadir lubricante lentamente para no sobrecargar el sistema. Esto es fundamental en el engrase y está relacionado con el problema mencionado anteriormente del sobrellenado de las carcasas. La grasa debe añadirse lentamente mientras la máquina está en movimiento. Esto ayuda a distribuir la grasa nueva y a eliminar la vieja. Si la grasa se añade rápidamente, el componente funciona con sobrepresión, lo que aumenta el consumo de energía. En el caso de los aceites, es imprescindible mantener el nivel adecuado en cualquier entorno, por lo que es importante poder rellenar o purgar según las fluctuaciones.
Extensión de la vida útil de la maquinaria
Una forma de influir en el costo total del ciclo de vida es mantener la maquinaria funcionando a un nivel aceptable durante más tiempo. Si reducimos la tasa de fallas, podemos esperar que la máquina funcione por más tiempo con menos problemas. Esta es la base del mantenimiento proactivo. Para lograrlo, debemos centrarnos en la causa raíz de la falla de la maquinaria. A menudo, la contaminación es una de las principales causas de falla, y este suele ser uno de los puntos de partida más comunes en cuanto a la configuración de la maquinaria para mejorar su confiabilidad.
El control de la contaminación tiene dos vertientes: la exclusión y la remoción. Excluir los contaminantes significa impedir que entren antes de que afecten a la máquina; removerlos consiste en sacarlos una vez que han entrado. Idealmente, el equipo se modificará para contribuir a ambas áreas, y nuestras prácticas de mantenimiento se adaptarán para mantener la limpieza que requiere la máquina. Es mucho más económico excluir los contaminantes que removerlos una vez que han entrado.
Para evitar la entrada de contaminantes, nos centramos en todas las áreas de la máquina que podrían ser susceptibles a la contaminación. Los puntos más comunes de contaminación son los sellos de los ejes, los puertos de ventilación y los puertos de llenado. Todos ellos pueden mejorarse para reducir el riesgo de contaminación. Se pueden seleccionar sellos más adecuados según su compatibilidad con el fluido, la temperatura e incluso la agresividad de los contaminantes; por ejemplo, mediante el uso de un sello de tipo laberinto.
Mantenibilidad
No basta con añadir elementos a la maquinaria con la esperanza de mejorar su fiabilidad; también debemos considerar incorporar accesorios que faciliten su mantenimiento. Muchas de estas modificaciones son rápidas y económicas. El objetivo es que la máquina sea más fácil de inspeccionar, reparar y mantener, minimizando las interrupciones en su funcionamiento. Algunos elementos que pueden ayudar son:
Visores de nivel: márquelos para indicar el nivel de aceite correcto tanto con el componente en marcha como apagado. Esto permite que la mayoría de las personas los inspeccionen y sepan cuál debería ser el nivel normal.
Conexiones rápidas: se puede alternar entre conectores macho y hembra o por el tamaño para minimizar el riesgo de conectar al revés los carros de filtración. También hay opciones con código de color para evitar la contaminación cruzada entre diferentes fluidos.
Extensiones para engrasar: para componentes de difícil acceso o donde no es seguro acercarse durante su funcionamiento, podemos extender las líneas de engrase para facilitar y hacer más segura la aplicación de grasa mientras la máquina está en funcionamiento.
Ventanas de inspección de metal expandido: poder observar físicamente el componente, o incluso su interior, durante el funcionamiento, facilitando el diagnóstico de problemas. Sustituya las cubiertas de protección fabricadas con láminas metálicas sólidas por metal expandido, que nos permite tener visibilidad directa de los componentes.
Tapones magnéticos: nos dan una idea aproximada del desgaste avanzado dentro de la máquina. Revise el tepón magnético durante los cambios de aceite para identificar presencia de residuos ferrosos.
Incluso con pequeñas mejoras en la configuración de la maquinaria, puede obtener ahorros significativos y garantizar un funcionamiento más confiable en sus instalaciones.
Los respiradores se utilizan desde hace mucho tiempo, y es muy común encontrar respiradores desecantes en muchas máquinas e incluso en lubricantes almacenados. Son una excelente solución para minimizar la entrada de partículas y reducir la humedad. Un buen respirador desecante deshumidifica el aire entrante y seca el espacio libre dentro de la maquinaria. Se recomienda su uso en cualquier lugar donde haya grandes fluctuaciones de temperatura y con equipos que puedan estar en riesgo de contaminación por agua.
Los conectores rápidos permiten añadir, drenar e incluso recircular el lubricante dentro del sistema sin exponerlo al ambiente. El objetivo debe ser lograr que la máquina se encuentre en un estado hermético donde se puedan realizar todas las tareas de lubricación, inspecciones y comprobaciones operativas estándar sin exponer el interior de la maquinaria a la atmósfera. Cada vez que se abre la máquina, existe la posibilidad de contaminación y de que se produzca una falla.
La remoción de contaminantes debe complementar cualquier actividad de exclusión en curso. Los lubricantes y la maquinaria se contaminan con facilidad y rapidez. La herramienta principal para la remoción de contaminantes es la filtración. Los filtros pueden instalarse de forma permanente en la maquinaria (existen métodos portátiles para una descontaminación más periódica). Hay una amplia gama de filtros disponibles, incluyendo tipos, ubicaciones, clasificaciones, materiales, etc. Cada uno de estos criterios debe analizarse minuciosamente para seleccionar el filtro óptimo para nuestra aplicación.
Si bien el filtro de partículas es el método más común para eliminar contaminantes, no es el único. También existen sistemas que se enfocan en eliminar otros problemas, como agua, calor y barniz, y que, en muchos casos, son relativamente fáciles de conectar a la maquinaria. Los deshidratadores por vacío, los sistemas de resina de intercambio de iónes y los intercambiadores de calor se pueden personalizar y fabricar a medida para adaptarse a las condiciones específicas de su maquinaria. Este enfoque más preciso prolonga la vida útil no solo de la maquinaria, sino también del lubricante. Esto se traduce en menos fallas y menos cambios de aceite.
Paul Farless, Noria Corporation. Traducción por Roberto Trujillo Corona, Noria Latín América