Las disciplinas de lubricación de maquinaria y análisis de vibraciones son elementos fundamentales de una cultura centrada en la confiabilidad. Ambas nos permiten permanecer en el lado izquierdo de la venerada curva de falla potencial-falla (P-F). Desafortunadamente, incluso en la era moderna, estos programas a menudo existen en un estado desconectado, renunciando al valor alcanzable con su unión en un ecosistema conectado de mantenimiento preventivo y predictivo. Este artículo tiene la intención de abordar la relación entre lubricación y vibración, explicar cómo podemos usar la relación a nuestro favor, junto con brindar algunos puntos de consideración para unir estas disciplinas en un diseño cohesivo.
La lubricación de maquinaria abarca las prácticas pertinentes para mantener condiciones adecuadas de lubricación dentro de los componentes de la máquina que se mueven cerca unos de otros. Si una máquina gira, se desliza o pivotea, es probable que esté lubricada o tenga una superficie de desgaste diseñada instalada (por ejemplo, un buje). El lubricante puede proporcionar reducción del desgaste, enfriamiento, eliminación de contaminantes y protección contra la entrada de contaminantes, según la fórmula y la aplicación. Uno de los parámetros más importantes de un lubricante es la viscosidad, una medida de resistencia al movimiento o al flujo. La viscosidad está relacionada con el espesor de la película de lubricante, que en última instancia determina la cantidad de separación entre los componentes móviles de la máquina y, por lo tanto, la fricción entre ellos. Mantener la película de fluido óptima es esencial para minimizar el desgaste y la vibración.
Cualquier profesional experimentado en confiabilidad puede dar fe de la correlación entre el estado de lubricación de una máquina y sus indicadores detectables de salud: una máquina lubricada incorrectamente generalmente funcionará con mayor temperatura, ruido y vibración. Esta evidencia anecdótica está respaldada por estudios encontrados en la literatura profesional. Uno de esos estudios, realizado por Ripin y Yusof (2018), prueba el impacto del espesor de la película de fluido en los rodamientos de elementos rodantes en los niveles generales de vibración. Según el estudio, ya sea que se comience con un rodamiento sin lubricar o con un rodamiento lubricado, los niveles de vibración disminuyen con el tiempo inicialmente a medida que los rodamientos se “desgastan”. A medida que un rodamiento nuevo acumula horas de funcionamiento, las asperezas de la superficie dentro del rodamiento se desgastan (es decir, se pulen) lo que permite un contacto más suave entre la pista de rodadura del rodamiento y sus elementos rodantes. Sin embargo, esta disminución de la vibración es de corta duración, mucho más en el rodamiento sin lubricar. En el estudio se muestra que los niveles generales de vibración aumentan si la película de fluido no se establece y se mantiene en un rango nominal después de que se haya completado el “desgaste”. Como se esperaba, el rodamiento lubricado también mostró una rugosidad superficial significativamente menor (un indicador de desgaste) a lo largo del tiempo durante la prueba.
Dado que el estado del lubricante de una máquina es un indicador principal de la vida útil de la máquina a lo largo del tiempo, es importante comprender cómo el análisis de vibraciones puede brindar información como parte de un programa de monitoreo continuo. La firma de vibración del equipo en funcionamiento se puede utilizar para detectar casos en los que la película de fluido proporcionada por el lubricante se altera o no se optimiza adecuadamente. La degradación del lubricante presentará indicaciones en la forma de onda temporal o el espectro debido a la fricción elevada o la presencia de impactos. Las técnicas especiales, como la envolvente de alta frecuencia (HFE), son particularmente útiles para detectar dichas firmas. Cuando se detectan, el analista de vibraciones puede comunicar al equipo de mantenimiento que una máquina requiere reposición de lubricante, cambio o tal vez investigación de una entrega incorrecta de lubricante. Mejor aún, la frecuencia de entrega de lubricante se puede ajustar en función de las necesidades de la máquina. Esto es importante porque las necesidades de lubricación de una máquina cambian con el tiempo debido al desgaste y a factores ambientales, lo que hace que las estrategias puramente basadas en el tiempo sean ineficaces.
Si bien el análisis de vibraciones puede ayudar a optimizar los programas de lubricación y brindar una advertencia temprana sobre problemas de salud de las máquinas, lograr una alta confiabilidad de los activos lubricados requiere un enfoque más sólido. Los planes de gestión de activos de mantenimiento preventivo (incluida la lubricación) y predictivo de las máquinas deben desarrollarse utilizando métodos formalizados como el mantenimiento centrado en la confiabilidad (RCM), el análisis de modos de falla y efectos (FMEA) o la optimización del mantenimiento preventivo (PMO). Los resultados de los métodos mencionados anteriormente requerirán la inclusión de dominios adicionales de experiencia si se desean tareas de monitoreo o mantenimiento procesables. Con respecto a los programas de lubricación específicamente, se recomienda enfáticamente adherirse a la guía de la Norma 55.1 del Consejo Internacional de Lubricación de Maquinaria (ICML), que cubre el diseño del programa, la capacitación, el equipo, etc. Con respecto a los programas de análisis de vibraciones, los sitios deben incluir lo siguiente: postura de monitoreo adecuada (p. ej., en línea versus periódica según la criticidad del equipo); analistas experimentados y certificados (categoría 3 o 4 de ISO/ANST); una plataforma que permita la notificación, el diagnóstico, la comunicación y el monitoreo oportunos del estado del programa y los activos; escalabilidad a nivel empresarial. Lo más importante de todo es vincular estas estrategias y programas, compartiendo conocimientos y apoyando la mejora continua de la salud de los activos.
Las máquinas no duran para siempre, pero su vida útil puede alinearse mejor con los objetivos comerciales mediante la administración de programas de mantenimiento y monitoreo efectivos. En este sentido, dos vías comunes para prolongar la vida útil son la lubricación y el monitoreo de vibraciones. Una lubricación inadecuada genera vibraciones a través de la degradación de la película de fluido y el contacto con la superficie resultante. Si no se detectan y diagnostican, estas condiciones pueden impedir una intervención oportuna para un mayor desarrollo a lo largo de la curva P-F, es decir, avanzar hacia el temido extremo derecho de la curva. El mejor enfoque para mantener un alto nivel de salud de la máquina es uno que entrelaza las mejores prácticas de lubricación y monitoreo de vibraciones, en lugar de permitir que funcionen como programas aislados.
ReferenciasRipin, Z. M., & Yusof, N. (2018). El efecto de la lubricación en la vibración de los rodamientos de rodillos.Web de Congresos de MATEC,217.doi:https://doi.org/10.1051/matecconf/201821701004