Importancia del Mantenimiento Programado: Fiabilidad y Disponibilidad

Un programa de mantenimiento adecuado es crucial para garantizar la fiabilidad y disponibilidad de un parque eólico. Este programa define las tareas y acciones a ejecutar, considerando los recursos disponibles (materiales, humanos y financieros). El objetivo principal es mantener un nivel de servicio óptimo, previniendo fallos y asegurando un funcionamiento eficiente.

Clasificación del Mantenimiento

3.1 Mantenimiento Preventivo

El mantenimiento preventivo busca mantener un nivel de servicio determinado en los equipos, programando intervenciones en sus puntos vulnerables en el momento más oportuno. Se caracteriza por ser sistemático, lo que significa que se interviene aunque no haya síntomas de fallos. Su finalidad es encontrar y corregir problemas menores antes de que provoquen fallos. Las revisiones se realizan generalmente en épocas de baja producción.

3.1.1 Clasificación, Plan y Gestión del Mantenimiento Preventivo

Un plan de mantenimiento programado es un conjunto de gamas de mantenimiento elaboradas para atender una instalación. Es necesario sistematizar todas las actividades y estrategias destinadas a prevenir daños. Este plan contiene las tareas para prevenir los principales fallos.

Dos conceptos clave:

• El plan de mantenimiento es un conjunto de tareas de mantenimiento agrupadas en gamas.
• El objetivo de este plan es evitar determinadas averías.

Su objetivo final es garantizar la disponibilidad de la instalación para tener una producción con calidad, aumentar la productividad y mantener los costes bajo control. Se debe tener en consideración:

• Manuales e instrucciones de los fabricantes de los equipos.
• Realización de instrucciones genéricas de los equipos según la experiencia de los técnicos.
• Histórico de análisis y fallos.

3.1.2 Plan de Mantenimiento Atendiendo a las Instrucciones de los Fabricantes de Equipos

Este método consiste en decidir las tareas a partir de las recomendaciones de los fabricantes. Su principal ventaja radica en la sencillez al determinar las tareas.

Etapas:

1. Recopilación de manuales e instrucciones de fabricantes: Se elabora un listado de los equipos del parque eólico y, tras su aprobación, se buscan los manuales de los fabricantes. Se debe dar un formato uniforme a toda la documentación.
2. Listado de acciones para cada tipo de equipo: La documentación recopilada en la etapa 1 debe complementarse con las estrategias de la empresa, los recursos humanos y técnicos disponibles para realizar el trabajo.
3. Mantenimiento legal: Implementar el plan de mantenimiento cumpliendo con las normas y regulaciones vigentes.

3.1.3 Plan de Mantenimiento Atendiendo a las Instrucciones Genéricas (hechas por la empresa mantenedora)

Fases:

1. Listado de equipos principales de todo el inventario del parque.
2. Listado de acciones para cada tipo de equipo: Se preparan operaciones genéricas a aplicar.
3. Aplicación de las acciones genéricas: Para cada equipo, se aplica el conjunto de operaciones genéricas preparadas en el punto 2, obteniendo así un listado de tareas para cada equipo concreto.
4. Se complementa con los manuales de los fabricantes.
5. Implementar el mantenimiento legal.

Este método se basa en el concepto de que los diferentes equipos de la planta pueden agruparse en tipos genéricos o»equipo tip», y que en cada equipo-tipo deben realizarse una serie de tareas preventivas, independientemente del fabricante y de la configuración exacta del equipo.

3.1.4 Plan de Mantenimiento RCM «Centrado en Fiabilidad» Atendiendo a los Análisis de Fallos

RCM (Mantenimiento Centrado en Fiabilidad): Técnica para elaborar un plan de mantenimiento en una instalación industrial con ventajas importantes. Es el más complejo, ya que se necesita tiempo y experiencia en mantenimiento y equipos, pero ofrece los mejores resultados.

Se parte de un plan de mantenimiento anterior, a partir del cual se analizan los modos de fallo. El objetivo principal es disminuir el tiempo de parada de planta por averías imprevistas. Los objetivos secundarios son aumentar la disponibilidad (proporción del tiempo que la planta puede producir) y disminuir costes.

El análisis de los fallos potenciales con esta metodología:

• Mejora la comprensión del funcionamiento de los equipos.
• Analiza todas las posibilidades de fallo de un sistema y desarrolla mecanismos que tratan de evitarlos, bien por causas del equipo o por actos personales.
• Establece una serie de acciones que garantizan una alta disponibilidad.

Las acciones preventivas que evitan fallos e incrementan la disponibilidad del parque son:

• Tareas de mantenimiento agrupadas formando un»Plan de Mantenimient».
• Determinación de tareas de mantenimiento que evitan o reducen estas averías.
• Modificaciones o mejoras posibles en los equipos.
• Definición de planes formativos realmente útiles y rentables para las empresas.
• Determinación del stock de repuesto que es deseable que permanezca en el parque.

El RCM se basa en la puesta de manifiesto de los fallos potenciales que puede tener una instalación, en la identificación de las causas y en la determinación de medidas preventivas que eviten esos fallos acorde con su importancia.

Resumen de las fases del RCM: El proceso de análisis de fallos e implantación de medidas preventivas tiene fases para cada sistema en que puede descomponerse una planta industrial:

1. Fase 1: Definición de lo que se pretende con el RCM. Determinación de indicadores y valoración de éstos.
2. Fase 2: Codificación y listado de todos los sistemas, subsistemas y equipos que componen la planta. Es necesario recopilar esquemas, diagramas funcionales, etc. Ejemplo: Parque Eólico
   • AGRUPACIÓN: AG.
   • SISTEMA: Sistema hidráulico
   • ELEMENTO: Bomba, Vválvulas
   • COMPONENTE: Rodamiento, Junta válvula
3. Fase 3: Estudio detallado del funcionamiento de cada sistema. Listado de funciones primarias y secundarias del sistema en conjunto. Listado de funciones principales y secundarias de cada subsistema.
4. Fase 4: Determinación de los fallos: Un fallo es la incapacidad de un sistema o componente de cumplir sus funciones. Con un listado de funciones es fácil determinarlos con históricos de averías. Hay dos tipos de fallos:
   • Fallo funcional: Impide al sistema cumplir su función principal. Son los más importantes.
   • Fallo técnico: No impide al sistema cumplir su función pero su funcionamiento es anormal. Se produce en un componente, elemento o sistema.
5. Fase 5: Determinación de los modos de fallo o causas de cada uno de los fallos encontrados en la fase anterior. El análisis de las alarmas muestra avisos de fallo y en ocasiones paran o impiden la puesta en marcha.
6. Fase 6: Estudio de las consecuencias de cada modo de fallo. Clasificación de fallos según sus consecuencias.

   Tres tipos de casos respecto a seguridad y medio ambiente. Todos ocasionan graves accidentes en personas y medio ambiente. Diferencias:

   • Crítico: Probabilidades altas de que ocurra. Parada de uno o varios AGs. Coste de reparación alto.
   • Importante: Probabilidad baja. Se pierde parte de la producción y no se produce la parada del AG. Coste medio.
   • Tolerable: Probabilidad baja y no supone una pérdida de la producción. Coste de la reparación bajo. Por ejemplo, avería de un motor del elevador.
7. Fase 7: Determinación de medidas preventivas que eviten o atenúen los efectos de los fallos. Esta fase es fundamental, se elaborarán las acciones preventivas a realizar sobre los equipos con el fin de prevenir el fallo o reducir sus consecuencias. Las medidas preventivas son de 4 tipos:
   • Tareas de mantenimiento: Inspecciones visuales, lubricación de partes móviles del sistema de orientación y rodamientos, comprobar el correcto funcionamiento de los AGs con instrumentos de medida remotamente (si hay valor anómalo se activa una alarma), determinar la periodicidad de las tareas de mantenimiento con datos históricos.
   • Mejoras de la instalación: Cambio en la calidad de materiales, modificación del diseño de la pieza, instalación de sistemas de detección con alarmas, estudio de las condiciones de trabajo para adaptarlas para un funcionamiento óptimo.
   • Formación de los técnicos en los nuevos procedimientos de trabajo y análisis de las averías.
   • Modificación de las instrucciones de operación y mantenimiento.
8. Fase 8: Agrupación de medidas por categorías: Elaboración del Plan de Mantenimiento, lista de mejoras, planes de formación, procedimientos de mantenimiento a modificar para evitar fallos, lista de repuesto en stock, medidas provisionales en caso de fallo.
9. Fase 9: Puesta en marcha de medidas: Formar al personal en el nuevo plan con los medios técnicos y materiales necesarios, implementar mejoras técnicas, analizar las mejoras obtenidas, hacer balance de gastos, puesta en marcha de las acciones formativas, puesta en marcha de cambios en procedimientos de operación y mantenimiento.
10. Fase 10: Evaluación de las medidas adoptadas, mediante la valoración de los indicadores de la fase 1.

3.2 Mantenimiento Predictivo

El mantenimiento predictivo, también llamado condicional, ayuda a pronosticar el fallo de un componente para poder reemplazarlo, con base en un plan, justo antes de que falle. Relaciona una variable física con el estado de una máquina.

Se basa en la medición y seguimiento de parámetros y condiciones operativas de un equipo o instalación. Avisa del comienzo de un deterioro y establece unos niveles. Se definen y gestionan valores de pre-alarma y de actuación de los parámetros que se considera necesario medir y gestionar.

Normalmente en los AGs se hacen monitorizaciones en continuo de temperatura, presión, tensión, intensidad, vibraciones y vigilancias periódicas como análisis de aceite o termografía.

La información más importante es la tendencia de los valores, que permitirá calcular cuándo un equipo fallará.

Ejemplo: Gráfica de un valor de vibración correspondiente a un cojinete con tendencia alcista. Cuando se alcanza un valor determinado, es conveniente reemplazar el cojinete. Si no se hace, el cojinete fallará. A esta gráfica se le llama curva P-F porque se muestra cómo un fallo comienza y prosigue su deterioro hasta un punto donde puede ser detectado.

Frente al mantenimiento sistemático por horas de funcionamiento o por tiempo transcurrido desde la última revisión, el predictivo tiene la ventaja de que no suele ser necesario hacer grandes desmontajes ni parar la máquina. Suelen ser técnicas no invasivas. Si tras la inspección se detecta algo irregular, se propone una intervención. Además de prever el fallo de una pieza, tienen la ventaja de que los repuestos se compran cuando se necesitan.

Hay dos tipos de técnicas usadas para la monitorización de las variables:

• Técnicas directas: Inspeccionan directamente los elementos sujetos a fallo. Inspección visual, ultrasonidos.
• Técnicas indirectas: Se basan en la medida y análisis de algún parámetro con una función relevante. Análisis de vibraciones y aceite, temperatura, etc.

Técnicas predictivas más habituales en instalaciones industriales:

• Análisis de vibraciones: Método más usado en predictivo para supervisar rodamientos de gran tamaño, con fácil acceso y que trabajan a alta velocidad. No todas las vibraciones son evitables, el analista debe identificar las que deben ser corregidas y determinar un nivel de vibraciones tolerable.

  Las vibraciones están directamente relacionadas con su vida útil de dos maneras:

  • Bajo nivel de vibraciones: La máquina funcionará mucho tiempo.
  • Un aumento en las vibraciones: La máquina fallará.

  Permite identificar:

  • Desequilibrios.
  • Desalineación.
  • Problemas en cojinetes, de bancada o de lubricación.

  Las consecuencias de las vibraciones son el aumento de los esfuerzos y tensiones, pérdidas de energía, desgaste de materiales y los daños producidos por fatiga de los materiales y ruidos.

  Los transductores son sensores que transforman la vibración en una señal eléctrica para ser analizada. Este análisis sólo es seguro si se colocan los transductores de medida de vibraciones sobre los rodamientos.

  En el caso de rodamientos pequeños que funcionan a baja velocidad y a los que no se puede acceder directamente o que pueden ser un riesgo si se intenta acceder a ellos durante el funcionamiento, se usa la termografía.

• Termografía: Permite detectar, sin contacto físico con el elemento bajo análisis, cualquier falla que se manifieste en un cambio de la temperatura sobre la base de medir los niveles de radiación infrarroja.

  En general, una falla electromecánica antes de producirse genera calor.

  Si es posible detectar, comparar y determinar dicha variación, se pueden detectar fallas que comienzan a gestarse y que pueden producir en el futuro cercano o a mediano plazo una parada de planta y un siniestro afectando personas e instalaciones. Esto permite la reducción de tiempos de parada al minimizar la probabilidad de paradas no programadas, ya que ayudan a la planificación de las reparaciones y del mantenimiento.

  Ventajas:

  • No hay contacto físico ni se necesita la parada, ahorra gastos.
  • Identificación precisa del elemento y punto defectuoso, reduciendo tiempos de reparación.
  • Aplicable a los diferentes equipos.
  • Utilizable para el seguimiento de defectos en tiempo»cuasi rea», que permite cuantificar la gravedad del defecto para posibilitar programar el mantenimiento.
  • Baja peligrosidad.
  • Facilita informes muy precisos al personal de mantenimiento.

  Causas de estos defectos:

  • Conexiones flojas.
  • Conexiones afectadas por corrosión.
  • Suciedad en conexiones y/o en contactos.
  • Degradación de los materiales aislantes.
• Boroscopias: Defectos que se identifican en las boroscopias: Erosión, corrosión, pérdida de material cerámico en placas aislantes, roces entre álabes fijos y móviles, pérdidas de material de los álabes de turbina, deformaciones, piezas sueltas o mal fijadas de material aislante, fracturas y agrietamiento en álabes, marcas de sobretemperatura en álabes, obstrucción de orificios de refrigeración.
• Análisis de aceites: Técnica más simple usada en el predictivo. Proporciona el estado mecánico de un equipo. Sus niveles de contaminación y degradación nos dirán el desgaste y vida útil del equipo.
• Partículas magnéticas: Ensayo no destructivo que permite descubrir fisuras superficiales y profundas.
• Líquidos penetrantes: Inspección no destructiva que encuentra fisuras superficiales o fallos internos del material. Generalmente en los AGs se aplica en el bastidor y corona del yaw para detectar fisuras.
• Análisis de ultrasonidos: Onda acústica de frecuencia no perceptible que consigue detectar y analizar fallos viendo las causas que los provocan, localizando partes de la turbina que no funcionen bien.

  Posibles causas que provocan ultrasonidos:

  • Fugas internas en válvulas.
  • Rodamientos de bombas.

Existen otras técnicas predictivas de sencilla aplicación: inspecciones visuales y lecturas de indicadores.

Ventajas del Mantenimiento Predictivo:

• Reducción de costes de mantenimiento: Identificando y corrigiendo los futuros problemas e incrementando la eficiencia para la detección de fallos en equipos.
• Reducción del número de intervenciones: Identificando y reemplazando prácticas pobres de mantenimiento.
• Reduce el coste de trabajo del personal: Mejora la planificación y los programas.
• Reduce parte del preventivo programado.
• Incremento de la producción: Reduce los tiempos muertos por fallos y extiende la vida útil del AG.
• Reduce los peligros y accidentes generados al fallar un equipo: Aumenta el valor de cada AG, por el incremento de producción.
• Aumenta el factor de capacidad del parque al reducir tiempos de parada por averías: Garantiza calidad constante en la producción.
• Aumenta la fiabilidad.
• Incremento de la eficiencia del parque: Las ganancias de la reducción de costos de mantenimiento y mejora de la producción, sobrepasan la inversión de estas técnicas.
• Elimina la posibilidad de paradas, manteniendo el parque productivo.

3.3 Mantenimiento Correctivo

El mantenimiento correctivo se refiere a las acciones llevadas a cabo después de una avería, sin ninguna actividad previa al fallo.

En todo departamento debe haber un sistema que permita atender las necesidades del mantenimiento correctivo (reparación de averías) de una forma eficiente. Gestionar con eficiencia el mantenimiento correctivo significa:

• Realizar intervenciones con rapidez, para una rápida puesta en marcha. Bajo tiempo medio de reparación.

Basarse solo en el correctivo puede ser muy perjudicial para la viabilidad del parque eólico, se debe aumentar los recursos humanos y técnicos que desarrollen otras técnicas de mantenimiento ya explicadas.

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