En una fábrica de papel, los servicios de apoyo y los sistemas de equilibrio de la planta rara vez llaman la atención hasta que empiezan a limitar la producción. Los sistemas de vacío, las bombas de servicio y de proceso, los compresores, las turbinas de vapor y los grandes ventiladores de aspiración y extracción proporcionan la energía, el flujo de aire, el vacío y el manejo de fluidos que permiten que la máquina de papel y los procesos de preparación de la pasta funcionen dentro de su margen de diseño. Cuando estos sistemas empiezan a deteriorarse, los efectos se dejan sentir en toda la fábrica en forma de menor estabilidad, pérdidas de eficiencia o reducciones forzadas de la potencia nominal.
A diferencia de la propia máquina de papel, los servicios auxiliares y los activos de BoP suelen estar distribuidos por toda la planta. Entre ellos se incluyen bombas de condensado, bombas de agua blanca, bombas de agua de refrigeración, bombas de ventilador, bombas de gestión de residuos, bombas dosificadoras de productos químicos, compresores de aire, turbinas de vapor y ventiladores ID y FD. Individualmente, muchas de estas máquinas se clasifican como de criticidad media, pero en conjunto determinan la fiabilidad general de la planta. Desde el punto de vista de la fiabilidad de los activos, la monitorización del estado mediante vibraciones ofrece una forma práctica de mantener la visibilidad en toda esta amplia y diversa base de activos.
Los equipos de servicios públicos y de la base de la pirámide (BoP) en las fábricas de papel funcionan en condiciones muy variables. Las bombas se ven sometidas a cambios en el caudal, la presión y la composición del fluido. Los sistemas de vacío y los extractores de aire responden continuamente a las exigencias del proceso, a los ajustes de las campanas extractoras y a las condiciones ambientales. Los compresores y las turbinas de vapor funcionan bajo cargas fluctuantes a medida que cambian los ritmos de producción y la demanda energética.
Estas condiciones aceleran mecanismos comunes de degradación, como el desgaste de los cojinetes, la desalineación, el desequilibrio, la holgura y la vibración de origen hidráulico en las bombas. También son habituales la acumulación de residuos en los impulsores y las palas de los ventiladores, los problemas de lubricación y el desgaste de los acoplamientos. Dado que estos cambios se desarrollan de forma gradual, a menudo no son visibles en las mediciones del proceso hasta que el rendimiento ya se ha degradado.
La dificultad práctica radica en la escala. Las fábricas de papel suelen gestionar docenas o incluso cientos de activos de servicios repartidos entre salas de bombas, salas de ventiladores y edificios de servicios. Las mediciones de vibraciones por rutas requieren mucho tiempo y a menudo son inconsistentes debido a las condiciones de funcionamiento cambiantes. Los sensores sencillos pueden indicar que algo ha cambiado, pero rara vez proporcionan el contexto de diagnóstico necesario para decidir qué medidas hay que tomar. Como resultado, los equipos de mantenimiento suelen detectar los problemas demasiado tarde, cuando ya se han producido daños secundarios o se ha visto afectada la producción.
Por qué es importante la monitorización de vibraciones para las empresas de servicios públicos y los activos de la base de la pirámide (BoP)
La monitorización de vibraciones resulta especialmente eficaz para las instalaciones de servicios públicos y los equipos de «balance de planta», ya que la mayoría de los modos de fallo críticos se desarrollan mecánicamente mucho antes de que se produzca un fallo funcional. Los cambios en el comportamiento de las vibraciones suelen preceder a la pérdida de eficiencia, a niveles de vacío inestables, a una capacidad de refrigeración reducida o a un mayor consumo energético.
En las bombas de servicios públicos y de proceso, la monitorización de vibraciones permite la detección precoz del deterioro de los cojinetes, la desalineación, la holgura y problemas hidráulicos como la cavitación o la recirculación. En el caso de las bombas de vacío y los compresores de aire, las tendencias de vibración proporcionan información sobre el estado de los cojinetes, el desgaste de los acoplamientos y los desequilibrios que pueden afectar a la estabilidad del vacío y al suministro de aire. En las turbinas de vapor, la monitorización de vibraciones ayuda a detectar problemas incipientes en los cojinetes y la alineación en condiciones de carga variables. En el caso de los ventiladores de aspiración y de escape, incluidos los ventiladores ID y FD, el análisis de vibraciones revela desequilibrios, incrustaciones y holguras estructurales que influyen en el flujo de aire y la eficiencia energética.
Al supervisar las vibraciones de forma continua en condiciones reales de funcionamiento, las fábricas de papel obtienen una visión objetiva del estado de la maquinaria en todas las instalaciones auxiliares y los sistemas de fin de proceso, lo que permite un mantenimiento predictivo y basado en el estado, en lugar de una intervención reactiva.
Enfoque de monitorización del estado con VibSys®
VibSys® está diseñado como un sistema compacto de monitorización y diagnóstico del estado de las vibraciones para equipos rotativos, con un fuerte énfasis en la accesibilidad y la escalabilidad. Esto lo hace muy adecuado para las instalaciones auxiliares de las fábricas de papel y las aplicaciones del «balance de planta», donde muchos activos de importancia media requieren monitorización sin introducir una complejidad excesiva ni una sobrecarga en la infraestructura.
VibSys® captura datos de vibración de alta calidad y procesa indicadores clave de forma local en la propia máquina. Este procesamiento local de la señal resulta especialmente valioso para las empresas de servicios públicos, donde la velocidad, la carga y las condiciones del proceso cambian con frecuencia. Al extraer indicadores estables del estado de la máquina cerca del activo, VibSys® permite realizar un seguimiento coherente de la evolución del estado de los rodamientos, la desalineación, el desequilibrio, la holgura y las vibraciones de origen hidráulico, al tiempo que mantiene la profundidad del diagnóstico cuando aparece un comportamiento anómalo.
El sistema puede implementarse en sistemas de vacío, bombas de servicio y de proceso, compresores, turbinas de vapor y ventiladores ID y FD, abarcando desde un pequeño número de activos críticos hasta una amplia cobertura en toda la planta. Las interfaces de datos abiertas permiten integrar los indicadores de estado y, cuando sea necesario, los datos de señales temporales de vibración con los sistemas CMMS existentes, los historiales o las plataformas de análisis. VibSys® se utiliza exclusivamente para la monitorización del estado y el diagnóstico con el fin de respaldar la toma de decisiones de mantenimiento, y no está destinado a funciones de protección o parada.
Ventajas clave para los servicios auxiliares de las fábricas de papel y el resto de la planta
- Monitorización continua del estado de las vibraciones en bombas, ventiladores, compresores y turbinas
- Detección precoz de fallos relacionados con el desgaste de los rodamientos, la desalineación, el desequilibrio y las vibraciones de origen hidráulico
- Indicadores de estado estable en condiciones variables de funcionamiento y de proceso
- Monitorización escalable adecuada para grandes flotas de activos de servicios públicos de importancia media
- Instalación en el lado de la máquina que se adapta a edificios de servicios públicos distribuidos y salas de bombas
- Integración abierta para dar soporte a flujos de trabajo de mantenimiento predictivo y basado en el estado
Repercusión en el mantenimiento y la fiabilidad de la planta
La aplicación de la monitorización del estado de las vibraciones con VibSys® a las instalaciones auxiliares de las fábricas de papel y a los sistemas de equilibrio de la planta favorece el paso de un mantenimiento reactivo a un enfoque más predecible y basado en el estado. En lugar de responder a fallos o a una pérdida de rendimiento en fases avanzadas, los equipos de mantenimiento obtienen una visibilidad temprana del deterioro que se está produciendo en bombas, compresores, ventiladores y turbinas.
Esto mejora la priorización del mantenimiento, reduce el riesgo de daños secundarios y paradas no planificadas, y facilita una mejor planificación de las piezas de recambio y del alcance de las paradas. Al ampliar la monitorización de vibraciones más allá de la máquina de papel a los servicios auxiliares y los sistemas BoP, las fábricas refuerzan la fiabilidad general de sus activos y obtienen un mayor control sobre los sistemas que, de forma discreta pero fundamental, respaldan la producción estable de papel.
Formación gratuita en línea sobre vibraciones
Si su equipo se encarga del mantenimiento y la fiabilidad de los equipos rotativos en la industria de la pasta y el papel, unos conocimientos básicos sobre vibraciones facilitan la toma de medidas a partir de los resultados de la monitorización del estado. Istec ofrece una formación en línea gratuita sobre la Categoría 1 de vibraciones a través de la Istec Academy para profesionales que deseen una introducción práctica a los fundamentos de las vibraciones y a los patrones típicos de fallos de las máquinas.
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