Plan de mantenimiento de una desalinizadora

UNIVERSIDAD DE MÁLAGA
ESCUELA UNIVERSITARIA POLITÉCNICA
PROYECTO FIN DE CARRERA
Plan de Mantenimiento
de las instalaciones IDAS
El Atabal (Málaga).
La aprobación de este trabajo permite la obtención del título:
Ingeniero Técnico Industrial en Mecánica
Autor: Eduardo Romero López
Director: José Luis Arjona Escudero
Junio de 2011

DEDICADO
A mis padres porque sin
su apoyo nada de esto
hubiera sido posible.
AGRADECIMIENTO
A todo el equipo de profesionales del departamento de
producción de EMASA por haberme concedido esta buena
oportunidad y haber puesto a mi alcance todos los
medios necesarios para el desarrollo de este proyecto.
I

Índice general
1 Memoria 1
1.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.3 Objetivo del proyecto . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.4 Fundamentos Teóricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4.1 Definición del Mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4.2 Clasificación del Mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.4.3 Mantenimiento Correctivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3.1 La reparación por sustitución . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3.2 La reparación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1.4.3.3 Organización técnica-administrativa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.4.3.4 Principales inconvenientes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.4.4 Mantenimiento Preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.4.1 Implantación del mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4.4.2 Formas de realizar el mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4.5 Mantenimiento Modificativo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4.6 Mantenimiento Predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4.6.1 Técnicas predictivas más usuales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.4.6.2 Ventajas e inconvenientes del mantenimiento predictivo . . . . . . . . . . . . . 11
1.4.7 Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.7.1 Fundamentos matemáticos del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.4.7.2 Valor de referencia o frecuencia natural (fn) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.7.3 Sistemas y equipos de medida . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.4.7.4 Evaluación de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.4.7.5 Severidad de la vibración . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.4.7.6 Determinación teórica-práctica de los niveles de alarma . . . . . . . . . . . . . 19
1.4.7.7 Aplicaciones del análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20
1.4.8 Análisis de aceite y grasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.8.1 Introducción . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.4.8.2 Fundamentos físicos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.8.3 Consideraciones de la lubricación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.4.8.4 Aceite o Grasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
1.4.8.5 Técnicas de análisis de aceite . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.4.8.6 Técnicas de análisis de grasa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.4.8.7 Sistema de clasificación de aceites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.4.8.8 Sistema de clasificación de las grasas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.4.8.9 Aceites y grasas recomendados por el fabricante . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.4.9 Control de temperatura mediante sensores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.4.9.1 Sensor RTD . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.4.9.2 Termistor . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.4.10 Termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.4.10.1 Tipos de cámaras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.4.10.2 Características técnicas de los equipos en general . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.4.10.3 Proceso de inspección termográfica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.4.10.4 Ventajas e Inconvenientes de la termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
1.4.10.5 Fundamentos físicos del proceso . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.4.10.6 Aplicaciones de la termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41
II

ÍNDICE GENERAL ÍNDICE GENERAL
1.4.11 Periodicidad de cambio del lubricante y valores límites de temperatura . . . . . . . 41
1.5 Descripción del software específico utilizado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.1 MAXIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.5.2 Efector Octavis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.6 Descripción de la planta “El Atabal” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.6.1 Ubicación . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.6.2 Principales características . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.6.3 Descripción de la línea de Tratamientos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.6.4 Proceso de Ósmosis Inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.6.5 Recuperación de energía del rechazo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.6.6 Postratamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
1.6.7 Evacuación de la salmuera . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7 Instalaciones IDAS “El Atabal” . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7.1 Características de la IDAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.7.1.1 Bastidores de ósmosis inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.8 Descripción de los equipos de este estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.8.1 Características técnicas de los equipos de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.8.1.1 Bomba de agua filtrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.8.1.2 Motor de accionamiento bomba de agua filtrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.8.1.3 Bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
1.8.1.4 Motor de accionamiento bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1.8.1.5 Bomba Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1.8.1.6 Motor de accionamiento bomba Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.8.1.7 Turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
1.8.1.8 Generador de la turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.8.2 Ubicación y codificación de los equipos de estudio . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.9 Estudio del mantenimiento correctivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.10 Estudio del mantenimiento preventivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
1.11 Estudio del mantenimiento predictivo . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1 Análisis de vibraciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1.1 Control de vibraciones en bombas de agua filtrada . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.11.1.2 Control de las vibraciones para el resto de instalaciones . . . . . . . . . . . . . 73
1.11.1.3 Cálculo estadístico de los niveles de seguridad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.11.2 Análisis de aceites . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.11.2.1 Estudio de la viscosidad . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.11.2.2 Estudio del TAN . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.11.2.3 Estudio de las partículas en suspensión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.11.3 Estudio de las temperaturas de los rodamientos y fases . . . . . . . . . . . . . . . . 82
1.11.4 Termografía . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
1.12 Conclusiones y propuesta de mejora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.13 Evolución y tendencia del mantenimiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
1.14 Normativa Considerada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
Bibliografía 91
2 Planos 93
2.1 Emplazamiento de las instalaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.2 Distribución de los equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
3 Presupuesto 96
A Anexo 1 153
Universidad de Málaga III

Índice de figuras
1.1 Clasificación del Mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.2 Esquema del proceso de averías correctiva. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Esquema del proceso de Mantenimiento Preventivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.4 Curva de Bañera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.5 Señal definida en el dominio del tiempo y la frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13
1.6 Proceso de tratamiento de la señal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.7 Principio funcionamiento del captador inductivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.8 Diferentes tipos de captadores y el utilizado en la Desaladora. . . . . . . . . . . . . . . 16
1.9 Magnitud de medida según frecuencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.10 Valores límite ISO 10816 para las vibraciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
1.11 Carta de Rathbone. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.12 Distribución Normal simétrica y asimétrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.13 Elementos que componen un rodamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.14 Espectro frecuencia rodamiento pista exterior. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
1.15 Espectro frecuencia rodamiento pista interior. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.16 Espectro frecuencia elemento rodante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.17 Espectro frecuencia en jaula. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.18 Espectro de desequilibrio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.19 Espectro de excentricidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.20 Espectro de desalineación angular. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.21 Espectro de desalineación longitudinal o paralela. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.22 Espectro de holguras. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.23 Espectro por falta de apriete en bancada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.24 Espectro producido por el fluido a través de la bomba. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
1.25 Espectro producido por la cavitación. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.26 Lubricación Hidrodinámica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.27 Lubricación Semiseca. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.28 Lubricación Metal-Metal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.29 Esquema de los componentes de un sistema tribológico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.30 Relación entre el TAN, TBN y desgaste. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.31 Equivalencia entre los sistemas de clasificación del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.32 Sensor Pt-100 instalado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.33 Sensores PTC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
1.34 Ejemplo de una termografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.35 Espectro de longitudes de ondas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.36 Ley de Planck. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.37 Gestión del Mantenimiento con MAXIMO. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
1.38 Efector Octavis software de análisis de vibraciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.39 Instalación ETAP más IDAS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
1.40 Esquema de la planta ETAP+IDAS “El Atabal”. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
1.41 Esquema del pretratamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.42 Ósmosis y Ósmosis Inversa . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
1.43 Esquema del proceso de Ósmosis Inversa en las dos etapas de “El Atabal” . . . . . . . 48
1.44 Esquema del postratamiento . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
1.45 Instalación Desaladora . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
1.46 Esquema IDAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
1.47 Bomba de agua filtrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52
1.48 Bomba de alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
IV

ÍNDICE DE FIGURAS ÍNDICE DE FIGURAS
1.49 Bomba Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
1.50 Turbina Pelton . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
1.51 Diagramas de Pareto de las instalaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
1.52 Ratio del costo mano de obra por taller de las instalaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . 61
1.53 Vibrómetro portátil. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.54 Espectro y niveles de vibración de un rodamiento en buen estado. . . . . . . . . . . . . 74
1.55 Espectro y niveles de vibración de un rodamiento con un defecto. . . . . . . . . . . . . 74
1.56 Defecto producido en la pista interior del rodamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74
1.57 Impulsor, caja de rodamiento y acoplamiento rígido Bomba Booster. . . . . . . . . . . . 75
1.58 Acoplamiento semirrígido Bomba Booster. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.59 Niveles de vibraciones del acoplamiento semirrígido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
1.60 Umbrales de viscosidad y de TAN para BAP. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
1.61 Umbrales de viscosidad y de TAN para BB. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
1.62 Estudio de las particulas del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
1.63 Estudio de las temperaturas del rodamiento y de las fases BAP. . . . . . . . . . . . . . 83
1.64 Instalaciones de las bombas de agua ﬁltrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
1.65 Termografía de las Bombas de Agua Filtrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
1.66 Analizador del estado del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
1.67 Tendencia actual del mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
1.68 Porcentaje de horas por tipo de mantenimiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
1.69 Porcentaje de horas por taller. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
1.70 Evolución Ratio euro/hora. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
Universidad de Málaga V

Índice de tablas
1.1 Parámetros más usuales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
1.2 Técnicas de Mantenimiento Predictivo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.3 Unidades características del análisis de vibraciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.4 Elementos contaminantes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
1.5 Grado de consistencia de las grasas según ASTM D 217 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.6 Aceites recomendados por el fabricante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.7 Propiedades del aceite. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
1.8 Grasas recomendadas por el fabricante. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.9 Aceite y grasa utilizado en los equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.10 Parámetros resistivos de los metales que componen RTD. . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.11 Cambios de aceites, grasas y temperaturas de alarma. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
1.12 Ubicación y codificación Bombas de agua filtrada . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 57
1.13 Ubicación y codificación Bombas alta presión . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.14 Ubicación y codificación Bombas Booster . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
1.15 Ubicación y codificación Turbina PELTON . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.16 Probabilidad de Fallo del conjunto de las instalaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
1.17 Cuadro de fallos de las bombas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.18 Cuadro de fallos en los rodamientos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.19 Cuadro de fallos en motores. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.20 Cuadro de fallos en turbinas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
1.21 Tablas de las leyendas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
1.22 Vibraciones de las bombas en mm/s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.23 Vibraciones de las bombas en mg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72
1.24 Vibraciones de los motores en mm/s . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
1.25 Vibraciones de los motores en mg . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
1.26 Niveles de severidad Bomba Alta Presión. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.27 Niveles de severidad Bomba Booster. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.28 Niveles de severidad Turbina Pelton. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
1.29 Temperaturas obtenidas mediante termografía. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
VI

1
Memoria
1.1. Introducción
Este proyecto se basa en la realización del Plan de Mantenimiento de las instalaciones hi-
dráulicas que hay en la IDAS “El Atabal” (Instalación Desaladora de Agua Salobre) pertenecientes a
la empresa EMASA (Empresa Municipal de Aguas de Málaga S.A.). Debido al volumen y diversidad de
instalaciones existentes en dicha planta nos centraremos en aquellas que son más representativas,
ya sea por la importancia que tiene en el proceso o por los altos costes de explotación que conlle-
van, resumiéndolos podemos decir que son 12 grupos de 3 elevaciones en serie y la recuperación
de energía de 2 conjuntos (alimentados por 6 grupos cada uno) mediante las turbinas existentes.
1.2. Antecedentes
Este proyecto surge a solicitud de la Empresa Municipal de Aguas de Málaga, para la revi-
sión del plan de mantenimiento de la empresa para la instalación Desaladora de Aguas Salobres de
“El Atabal”. Dado el alcance de dicho plan y la restricción temporal de este proyecto se acuerda se-
leccionar parte del Plan de Mantenimiento completo. Se decide estudiar en detalle cuatro conjuntos
de equipos electromecánicos rotativos que son responsables del 87,33 % del consumo eléctrico de la
Planta con un total de 12.000 KW y un conjunto promedio de entre 33 y 43 MW/año dependiendo
de las condiciones del agua de entrada. Tienen pues estos equipos una repercusión y relevancia
claves en el mantenimiento de la instalación al completo.
1.3. Objetivo del proyecto
Revisión y propuestas de mejoras posible del Plan de Mantenimiento existente haciendo
hincapié en las técnicas predictivas utilizadas.
1

1. Memoria 1.4. Fundamentos Teóricos
1.4. Fundamentos Teóricos
En esta sección trataremos de describir los conceptos teóricos del Mantenimiento, sus tipos y
las principales técnicas de diagnóstico describiendo sólo aquellos que son aplicadas en esta planta
desaladora, por lo tanto no se describirán técnicas más avanzadas de Gestión del Mantenimiento
como pueden ser el TPM (Mantenimiento Productivo Total) o el RCM ( Mantenimiento centrado en la
fiabilidad) debido a que estas no se utilizan.
1.4.1. Definición del Mantenimiento
Según la norma AFNOR1
(NF X 60-010) se define el mantenimiento como el conjunto de
acciones que permiten mantener o restablecer un bien en un estado “especifico” o en la medida de
asegurar un servicio determinado.
1.4.2. Clasificación del Mantenimiento
En la Figura 1.1(página 2) se ve la clasificación del mantenimiento según la Norma EN-
133062
.
Figura 1.1: Clasificación del Mantenimiento.
1Siglas de AFNOR, Association Française de Normaisation.
2Norma-EN, son las Normas Europeas.
Universidad de Málaga 2

1.4.3. Mantenimiento Correctivo
Según AFNOR(X 60-010), se define el mantenimiento correctivo como “la operación de man-
tenimiento efectuada después del fallo”.
El mantenimiento correctivo consiste en ir reparando las averías a medida que se van pro-
duciendo. El personal encargado de avisar de las averías es el propio usuario de los equipos y el
encargado de las reparaciones el personal de mantenimiento.
En este se puede diferenciar dos tipos de intervenciones:
Los arreglos: Es la puesta en estado de funcionamiento efectuado in situ, a veces sin inte-
rrupción del funcionamiento del conjunto afectado y tiene carácter provisional.
Las reparaciones: Estas son hechas in situ o en taller, a veces después del arreglo, y tienen
carácter definitivo.
• La reparación por sustitución
• La reparación propiamente dicha
1.4.3.1. La reparación por sustitución
Esta se basa en el desmontaje de piezas y sustitución por recambios ya preparados o están-
dar.
Este tipo se suele utilizar sobre líneas de fabricación con gran capacidad de producción. Se
caracteriza por la gran simplicidad y rapidez en la propia intervención, por lo que sus características
son:
Rapidez en la respuesta al fallo.
Bajo coste en la mano de obra aplicada en la reparación.
Costes elevados en el material y recambios empleados.
1.4.3.2. La reparación
En este las actuaciones incluyen todo tipo de operaciones de reparación, estas pueden ser:
desmontaje, sustitución de piezas, ajustes, reconstrucción de componentes, etc.
Se caracteriza por la complejidad de las intervenciones y los tiempos empleados en las
mismas, por lo que los aspectos más destacados son:
Difícil planificación.
Elevado coste de mano de obra.
Coste bajo en material y recambios empleados.

Este tipo de reparación implica una incidencia fuerte en el proceso productivo por eso es de
vital importancia el apoyo de los talleres auxiliares, especialmente para disminuir los tiempos de
respuesta en la intervención o para la reconstrucción de piezas por falta de recambios.
1.4.3.3. Organización técnica-administrativa
Para llevar a efecto un mantenimiento por averías y relacionarlo con la producción, así como
para informar de los trabajos efectuados, para calcular unos costes de reparación y repercusión en
las paradas será necesario ayudarnos de una serie de documentos, como son:
Parte de avería: Este documento será emitido por el operador o por el gestor de mantenimiento
cubriendo los datos de:
• Máquina o línea
• Tipo de avería
• Fecha y hora de emisión
• Datos de la intervención (mano de obra, herramientas, recambios, etc)
A modo de ejemplo en la siguiente hoja se adjunta un Parte de Trabajo Correctivo generado por
el software MAXIMO3
, que es la herramienta informática empleada por EMASA para la gestión
del mantenimiento.
3Para los otros tipos de mantenimiento los PT’s (Partes de trabajo) tienen el mismo formato, ya sea este preventivo,
modiﬁcativo o predictivo.

EMASA
MANTENIMIENTO
FECHA
PETICIÓN DE TRABAJO (PT)
A MANTENIMIENTO
M179595 PRIORIDAD
TALLER
2 (URGENTE)
M
14/01/2009
ANOMALIA OBSERVADA O TRABAJO
MATR
SOLICITANTE
INICIALES DEPARTAMENTO
SOLICITANTE
(a rellenar por solicitante)
EQUIPO
N.º MAXIMO
120
ACTIV./C.C
N.º UBICACIÓN
DEL TRABAJO
DBAF
Bombeo Agua Filtrada
SOLICITUD
DE SERVICIO
Quitar fuga en brida
DESCRIPCIÓN DEL TRABAJO REALIZADO
(a rellenar por el taller)
Vehículo usado:
Reapretar brida.
FECHA OPERARIO
TIEMPO EMPLEADO (horas:minutos)
(TRA = trabajo DES = desplazamiento OTR = otros)
HORAS HORAS EXTRAS
TRA DES OTR TRA DES OTR
¿Se emplea material? ¿Trabajo terminado? TOTAL HORAS EMPLEADAS TOTAL2 0
FIRMA SOLICITANTE ACEPTACIÓN DE INICIO SUPERV. ACEPTACIÓN DE FIN FECHA FINALIZACIÓN
CÓDIGO CAUSA* FE
X
MATR MATR MATR 14/01/2009
14/01/2009 14/01/2009 14/01/2009
*ASE Asesoramiento | BI Baja de Instalaciones | CNI Causa no Identificada | COL Colaboración | ESP Espera | FAD Falta de Adecuación. | FCA Fallo por
Causa Accidental | FCD Fallo por Causa Desconocida | FE Fallo por Envejecimiento | FEX Fallo Externo | FM Fallo de Manipulación | FMP Falta de
Mantenimiento Preventivo | FOR Formación y prevención | FRA Fallo en Reparación Anterior | FSO Fallo en Supervisión de Obras | FST Fallo en la Solicitud
de Trabajo | FV Fallo de Vigilancia | LYO Limpieza y Orden | MP Mantenimiento Preventivo | NN Nuevas Necesidades | OP Trabajo de Operación | PAM
Previsión de Acopio de Materiales | TM Transporte de Material | TYR Trabajo ya Realizado | VOR Vandalismo o Robo |
MOVIMIENTOS DEL EQUIPO
FechaMov Desde Hacia Nota
MATERIAL EMPLEADO EN EL PARTE DE TRABAJO
Solo anotar material procedente de Olletas
CÓDIGO MATERIAL BREVE DESCRIPCIÓN (opcional) CANTIDAD
Escribir por detrás el resto del material
EXMO. AYTO. DE MÁLAGA Página 1 de 1

Ficha de historial de averías: En este documento figurarán los datos técnicos y económicos
de las diferentes intervenciones realizadas para la reparación de las averías de cada máquina
o equipo así como los recambios que se han utilizado en la intervención. Este documento debe
incluir:
• Fecha y número de parte de avería.
• Código de ubicación del equipo.
• Detalle del trabajo realizado.
• Horas de parada de la máquina o instalación.
• Horas de intervención.
• Importe de la mano de obra.
• Importe de los materiales y recambios.
• Importe total de la reparación.
En la Figura 1.2(página 6) se describe el proceso que sigue una avería correctiva desde su
puesta en conocimiento hasta la redacción del informe e introducción en la base de datos.
Figura 1.2: Esquema del proceso de averías correctiva.
1.4.3.4. Principales inconvenientes
El principal inconveniente es que el usuario detecta la avería en el momento que necesita el
equipo, en muchos casos con el fin de obtener un mayor rendimiento del equipo, el usuario no
dará parte de la avería hasta que esta le impida continuar trabajando.
Dado que la avería se puede producir en cualquier instante, puede darse el caso que para
reparar una avería no tengamos el personal suficiente.

Si este es el único tipo de mantenimiento estamos obligados a tener una plantilla numerosa
con especialistas en cada oﬁcio y un almacén lo más completo posible, esto resulta muy caro.
Si se utiliza los equipos hasta el límite de sus posibilidades, las reparaciones serán más cos-
tosas y de mayor duración.
Es imposible prescindir de él ya que siempre habrá averías que se escapen a cualquier predic-
ción y que serán necesario reparar inmediatamente.
1.4.4. Mantenimiento Preventivo
Según AFNOR(X 60-100), es el mantenimiento efectuado con la intención de reducir la pro-
babilidad de fallo de un bien o la degradación de un servicio prestado. Es una intervención de
mantenimiento prevista, preparada y programada antes de la fecha probable de aparición de un
fallo. En la Figura 1.3(página 7) se puede apreciar el proceso de desarrollo de este mantenimiento.
Figura 1.3: Esquema del proceso de Mantenimiento Preventivo.
1.4.4.1. Implantación del mantenimiento preventivo
Antes de realizar la programación de las intervenciones preventivas necesitaremos una serie
de información:
Documentación técnica de los equipos.
El dossier o histórico de los equipos.
Concertar con producción cuales son los periodos más favorables.
Para la implantación de este mantenimiento es necesario hacer un “Plan de Mantenimiento”
para cada equipo o instalación. En este plan se especiﬁcarán las técnicas que se han de utilizar para
detectar posibles anomalías de funcionamiento y la frecuencia a la que se ejecutará dicha técnica.
Los métodos más usuales son:

Inspecciones visuales: Consiste en verificar posibles defectos o anomalías superficiales que
vayan apareciendo en diferentes elementos del equipo. Las inspecciones pueden ser externas
o internas. las externas se realizan a simple vista y las internas mediante aparatos como
boroscopios o flexiscopios, capaces de acceder a zonas difíciles del interior del equipo.
Medición de temperaturas: Esta se utiliza para detectar anomalías que van acompañadas de
generación de calor, como son rozamientos o mala lubricación, fugas en válvulas o purgadores.
Control de la lubricación: Su objetivo es asegurar el buen funcionamiento del equipo sin que
se llegue a producir desgastes por falta de lubricante. Este consiste en la verificación de niveles
o en la aplicación periódica de aceites o grasas.
Control de los parámetros: verificación de los parámetros específicos de cada equipo:
• Parámetros de reglaje y funcionamiento.
• Parámetros eléctricos.
• Parámetros mecánicos.
1.4.4.2. Formas de realizar el mantenimiento preventivo
Las diferentes formas de llevar a cabo el mantenimiento preventivo pueden ser mediante el
mantenimiento de uso, el hard time o bien el predictivo.
Mantenimiento de uso: Este pretende responsabilizar al propio usuario de los equipos. Si el
usuario tiene como responsabilidad la conservación y pequeñas reparaciones, no pasará por
alto las primeras anomalías que se detectan antes del fallo.
Las ventajas que obtenemos con este mantenimiento son que se realicen a su debido tiempo
ya que en ciertas actuaciones si tuviéramos que involucrar a otras personas no se realizarían.
Para poder poner en marcha este mantenimiento es necesario dar a los operarios cierta forma-
ción en mantenimiento y delimitar hasta donde pueden y deben actuar. Las operaciones más
frecuentes que suelen realizar los propios usuarios son el engrase, la limpieza y el apriete de
las partes de unión.
Mantenimiento hard time: Este consiste en revisar los equipos a intervalos programados an-
tes de que aparezca ningún fallo. La revisión consiste en dejar a cero horas de funcionamiento,
es decir, como si el equipo fuese nuevo.
• Ventajas:
◦ La principal ventaja frente al correctivo es la posibilidad de programar las revisiones.
Así podemos planear cuando tendrá menos impacto en la producción.
◦ Tiempo para preparar el trabajo y los materiales necesarios.
◦ Reducción del stock de los almacenes.
• Inconvenientes:
◦ La pérdida de información que puede facilitarnos el equipo durante el funcionamiento.
◦ El hecho de aceptar el cambio de determinados elementos en cada revisión puede
distraernos de buscar el origen de la degradación de éstos y actuar sobre el efecto y
no sobre la causa.
Para implementar el mantenimiento hard time es necesario hacer previamente un estudio
detallado de los equipos en el que se determine la frecuencia de las revisiones y la necesidad de
instalar un contador que variará según la unidad que nos interese como pueden ser: contador
horario, contador de kilometraje o de piezas fabricadas, etc. La frecuencia óptima para la
realización de las revisiones se debe situar al comienzo de la zona de envejecimiento o desgaste
de la Curva de Bañera Figura 1.4(página 9).

Figura 1.4: Curva de Bañera.
La frecuencia óptima para realizar la revisión debe situarse al comienzo de la zona de Des-
gaste de la Curva de Bañera. Si la frecuencia es mayor, corremos el riesgo de que aparezcan
averías antes de la revisión y pasaríamos a realizar mantenimiento correctivo y si la frecuencia
es demasiado baja, estaremos sustituyendo elementos del equipo que todavía podrían seguir
funcionando sin averías durante un tiempo.
1.4.5. Mantenimiento Modificativo
Con este nombre se conocen las acciones que se llevan a cabo por parte del responsable
de mantenimiento junto con las de producción, tanto para modificar las características de produc-
ción de los equipos, como para lograr una mayor fiabilidad o mantenibilidad de los mismos. Este
mantenimiento puede aparecer en tres épocas de la vida de una instalación.
La primera oportunidad es en la adquisición del equipo, esto es durante el proyecto. Los
equipos estándar, en ocasiones, necesitan ser adaptados a la necesidades propias de la empresa
ya sea por razones del producto o bien por ajustar el coste o posibilidades de mantenimiento. Una
instalación que tenga durante su diseño un análisis desde el punto de vista de mantenimiento,
evitará problemas posteriores que, en ocasiones, pueden ser difíciles de solucionar.
La segunda época en la que puede aparecer es durante su vida útil. Se trata de modificar
los equipos para eliminar las causas más frecuentes que producen fallos. El análisis de las causas
de las averías es el origen de este tipo de mantenimiento y supone la eliminación total de ciertos
fallos.
Por último, este mantenimiento se utiliza cuando el equipo entra en la época de desgaste
o vejez. En esta ocasión se trata de reconstruir el equipo para augurar su utilización durante un
intervalo de tiempo posterior a su vida útil. En este momento se aprovecha para introducir todas
las mejoras posibles tanto para producción como para mantenimiento.

1.4.6. Mantenimiento Predictivo
El mantenimiento predictivo consiste en el conocimiento permanente del estado y operativi-
dad de los equipos, mediante la medición de determinadas variables. El estudio de los cambios de
estas variables determina la actuación o no del mantenimiento.
Los dos aspectos fundamentales que conoceremos serán el funcionamiento de la máquina
desde el punto de vista de la producción y el estado de la máquina respecto a sus componentes.
Conocer en detalle las variables del equipo permite, ante una anomalía, no sólo prever la avería sino
cambiar el ritmo de trabajo para optimizar el proceso a las nuevas condiciones de trabajo.
La mayor información que proporciona este tipo de mantenimiento añadido a la rapidez con
la que se envía la información superan cualquier otro tipo de mantenimiento preventivo.
Los parámetros a controlar más usuales aparecen en la Tabla 1.1(página 10).
Parámetros
Presión
Caudal
Temperatura
Intensidad de corriente
Amplitud y frecuencia de vibración
La resistencia eléctrica
Medida de ultrasonido
Viscosidad
Tabla 1.1: Parámetros más usuales.
Para la implantación de este mantenimiento es necesario fijar las magnitudes que mejor
definan el proceso interno del equipo. Una vez seleccionada fijar los valores normales de funciona-
miento y los valores límites que puede alcanzar cada una de estas magnitudes; por último, dotar a
la instalación de los aparatos de medición y centralizarlos para su seguimiento.
1.4.6.1. Técnicas predictivas más usuales
En la siguiente Tabla 1.2(página 11) se han descrito las principales técnicas de manteni-
miento predictivo con sus variables identificadoras y en qué tipo de instalación se suelen aplicar.
De todas las posibles técnicas predictivas Tabla 1.2(página 11) vamos a describir los con-
ceptos teóricos sólo de aquellas que se aplican en la planta Desaladora “El Atabal” y que sean del
objeto de este proyecto.

TÉCNICAS PREDICTIVAS MÁS USUALES.
VARIABLE MEDIDA TÉCNICA APLICADA EQUIPO O INST
Vibraciones
Medición de vibraciones
Máquinas rotativasImpulso de choque
Analizador de frecuencias
Viscosidad, partículas
y degradación de
lubricantes
Reductores, cajas de
cambio, motores
térmicos, compresores
Monitorización del color
Oxidación
análisis espectroquímico
Temperatura
Termografía Sistemas estáticos,
térmicos, eléctricos y
electrónicos
Pintura térmica
Adhesivos de bandas
Valor óhmico y
capacidad
Medidas de resistencia
Motores Eléctricos
Onda de choque
Corriente Absorción
Corriente Conducción
Corriente reabsorción
Fugas
Detectores ultrasónicos
Depósitos y tuberías
Gases halógenos
Líquidos coloreados (trazadores)
Detectores de grietas
Grietas
Fluidos magnéticos
Estructuras metálicas
y equipos estáticos
Resistencia eléctrica
Corrientes inducidas
Ondas ultrasónicas
Ondas de radiación
Ruidos
Estetoscopio
Máquinas rotativas
Radioscopio
Corrosión
Ultrasonido
Depósitos, tuberías,
cráteres, calderas, etc
Detectores de gas
Radioscopio
Magnetoscopio
Obstrucción
Indicador de presión
Máquinas rotativas
Radioscopio
Deformaciones,
doblados
Escalas
TuberíasIndicadores de nivel
Teodolitos
Tabla 1.2: Técnicas de Mantenimiento Predictivo.
1.4.6.2. Ventajas e inconvenientes del mantenimiento predictivo
Ventajas:
• Detectar e identificar precozmente los defectos que pudieran aparecer, sin necesidad de
parar y desmontar la máquina.
• Observar aquellos defectos que solo se manifiestan cuando la máquina está en funciona-
miento.
• Seguir la evolución del defecto hasta que se estime que es peligroso.
• Elaborar un historial del funcionamiento de la máquina.
• Programar la parada, para la corrección del defecto detectado, haciéndola coincidir con
un tiempo muerto o una parada rutinaria del proceso de producción.
• Programar el suministro de repuestos y la mano de obra.
• Reducir el tiempo de reparación, ya que previamente se ha identificado el origen de la
avería y los elementos afectados por la misma.

• Aislar las causas de los posibles fallos repetitivos.
• Proporciona criterios para una selección satisfactoria de las mejores condiciones de ope-
ración de la máquina.
• Aumenta la seguridad de funcionamiento de la máquina, y en general de toda la instala-
ción.
Inconvenientes:
• No existe ningún parámetro funcional, ni combinaciones de ellos que sean capaz de refle-
jar exactamente y completamente el estado de una máquina.
• No es viable la monitorización de todos los parámetros funcionales.
• Que el defecto que se produzca no sea detectado con la medición y análisis de los pará-
metros incluidos en el programa.
• Que aún siendo detectado un defecto, éste no sea diagnosticado correctamente en toda su
gravedad.
1.4.7. Análisis de vibraciones
Vibración: se define como la oscilación de un punto o superficie en torno a una posición de
referencia.
En cualquier máquina en funcionamiento existen vibraciones como consecuencia de desali-
neación, holguras, pequeños desequilibrios de carga, rozamientos, tolerancias de ajuste, esfuerzos
variables, flexión de los ejes, etc.
Entre las principales causas de fallo mecánico de una máquina se encuentran los efectos de
deterioro por fatiga de los materiales. Este proceso viene siempre acompañado de vibraciones en la
máquina, estas pueden ser medidas con relativa facilidad y muestran una clara dependencia con el
estado de la máquina.
1.4.7.1. Fundamentos matemáticos del proceso
En esencia el análisis de vibraciones se fundamenta en transformar una señal captada en
función del tiempo al dominio de la frecuencia, o sea, amplitud o la fase en función de la frecuencia.
Cada frecuencia corresponde a un elemento concreto de la máquina o a un problema en
la misma (desalineación de ejes, daño en rodamientos, rotura de diente en engranaje, etc). Esta
correspondencia no es casual, sino que existe una relación entre parámetros dinámicos de la má-
quina (como velocidad de giro, la geometría) y los picos que aparecen en el espectro a distintas
frecuencias.
ω = rpm ∗
2π
60
= 2πf = 2π
1
T
(1.1)
Este cambio se puede hacer gracias a la Teoría de Fourier, que da un desarrollo mate-
mático que relaciona los parámetros del tiempo-frecuencia, mediante la fórmula que exponemos a
continuación:

Figura 1.5: Señal deﬁnida en el dominio del tiempo y la frecuencia.
G(f) =
� ∞
−∞
g(t) ∗ e−j2πft
dt (1.2)
El proceso matemático comienza fundamentándose en el Teorema de Parseval, que nos
indica como puede la energía de una señal expresada en función del tiempo, expresarse en función
de la frecuencia, según la siguiente fórmula:
� ∞
−∞
|g(t)|2
dt =
� ∞
−∞
|G(f)|2
df (1.3)
Una vez aplicados los procesos matemáticos de la transformada de Fourier podemos realizar
el diagnóstico, bien sea a través de un gráﬁco Amplitud-Frecuencia o Fase-Frecuencia, como se
aprecia en la Figura 1.6(página 14).
1.4.7.2. Valor de referencia o frecuencia natural (fn)
En toda máquina, el correcto estado de operación tiene un cierto nivel de vibración, que
puede considerarse como su “Valor de referencia”.
La aparición de un defecto en la máquina, incluso en fase incipiente, lleva asociado normal-
mente un incremento en el nivel de vibración.
Disponiendo de una referencia adecuada, la medida de la severidad de la vibración servirá
para efectuar una primera valoración acerca del estado funcional de la máquina. De esta manera,
dicho valor de referencia servirá para establecer los niveles de alarma.
1.4.7.3. Sistemas y equipos de medida
Los instrumentos y medios que suelen utilizarse en el análisis de vibraciones, de forma
general son:

Figura 1.6: Proceso de tratamiento de la señal.
Captadores: Estos son los elementos que se conectan directamente en la máquina y son
los encargados de captar la señal vibrante. Están diseñados para recibir energía de un sistema y
suministrarla hacia otro sistema, de forma tal que a la salida del transductor aparezca la caracte-
rística de interés de la energía de entrada. Estos deben ser robustos, fiables y capaces de soportar
ambientes severos.
Pueden ser:
Mecánicos: Estos se han utilizado históricamente para bajas frecuencias y grandes amplitu-
des, por su bajo costo. En la actualidad están en desuso.
Captador de desplazamiento por contacto (Inductivos): Este tipo de transductor de despla-
zamiento necesita del contacto físico con la superficie que vibra y su diseño está sustentado
por dos enrollados y un núcleo cilíndrico. El enrollado primario es el que lo alimenta a través
de una tensión eléctrica alterna (AC) con amplitud constante y frecuencia de entre 1 y 10 kHz.
Esto a su vez produce un campo magnético en el centro del transductor que induce una señal
eléctrica en el enrollado secundario de acuerdo con la posición del núcleo Figura 1.7(pági-
na 15). La señal de salida del secundario se procesa y luego es rectificada y filtrada para poder
ser cuantificada como una señal directa (DC) que puede variar entre 4 y 20 mA en función de la
posición del núcleo móvil. Este tipo de transductor, conocido como Transformador Diferencial
Lineal Variable (LVDT) posee su mejor cualidad en el hecho de que, su núcleo móvil no hace
contacto con otros componentes que puedan absorber energía mecánica, lo cual le atribuye
una extensa vida útil y una alta precisión. Pero como inconveniente tienen que tener una bue-
na sujeción para que transmita bien la vibración, no alcanzan frecuencias altas y requieren
alimentación exterior.

Figura 1.7: Principio funcionamiento del captador inductivo.
Captador de desplazamiento sin contacto (Capacitivos): El principio en el que se funda-
menta es en la proporcionalidad que existe entre la capacitancia y la distancia entre las placas
de un condensador puede ser aprovechada para medir el desplazamiento relativo entre la su-
perficie de la máquina y el transductor. Al acercar el transductor (placa fija) a la superficie
vibratoria, la distancia entre ambos variará de acuerdo con los niveles de vibraciones. Esta
variación se traduce en cambios de la capacitancia del circuito de medición lo cual se con-
vierte posteriormente a una señal eléctrica aprovechable por medio de diferentes circuitos de
detección.
Tienen una gran sensibilidad y son válidos para una amplia gama de frecuencias, pero son
difíciles de calibrar, necesitan alimentación eléctrica y son sólo válidos para amplitudes pe-
queñas.
De velocidad:
El principio de funcionamiento se basa en un enrollado soportado por resortes de muy baja
rigidez y un imán permanente se fijan a la carcaza del transductor de manera que se cree
un campo magnético muy fuerte dentro del cual esté “sumergido” el propio enrollado. Cuando
la carcaza del transductor se fija a la superficie de medición, el imán permanente “copia” el
movimiento de la superficie de medición. El movimiento relativo entre el campo magnético y el
enrollado es el mismo que el de la superficie de medición respecto a un punto fijo. El voltaje
generado será directamente proporcional a este movimiento.
Esta sensibilidad es constante sólo dentro de cierto rango de frecuencias. A bajas frecuencias
la sensibilidad decrece y la medición reporta una lectura menor que la real.
Los inconvenientes son: gran impedancia, suelen ser de gran tamaño y no válidos para fre-
cuencias muy elevadas. Asimismo, Suelen ser delicados y sensibles.
Acelerómetro:
El más utilizado en análisis de vibraciones es el piezoeléctrico por compresión. Este se basa en
que, cuando se comprime un retículo cristalino piezoeléctrico, se produce una carga eléctrica
proporcional a la fuerza aplicada.
Los elementos piezoeléctricos están hechos normalmente de circonato de plomo. Los elementos
piezoeléctricos se encuentran comprimidos por una masa, sujeta al otro lado por un muelle y
todo el conjunto dentro de una caja metálica. Cuando el conjunto es sometido a vibración, el
disco piezoeléctrico se ve sometido a una fuerza variable, proporcional a la aceleración de la
masa. Debido al efecto piezoeléctrico se desarrolla un potencial variable que será proporcional
a la aceleración.
Una de la ventajas principales de este tipo de transductor es que tiene poca influencia sobre
el dispositivo vibratorio. Su intervalo de frecuencia va desde 2Hz a 10kHz. Suelen ser los más
extendidos por tener gran exactitud y linealidad pero son costosos.
En la Figura 1.8(página16) se aprecian distintos tipos de captadores y el captador que se
utiliza en la planta desaladora.
La elección del captador dependerá de la gama de frecuencia de trabajo que vamos a medir
y por tanto si la variable a medir va a ser desplazamiento, velocidad o aceleración. Tomando como
referencia las ecuaciones del movimiento armónico se tiene:

Figura 1.8: Diferentes tipos de captadores y el utilizado en la Desaladora.
x = A · sen(ωt + ϕ0) ; v = Aω · cos(ωt + ϕ0) ; a = −Aω2
· sen(ωt + ϕ0) (1.4)
Y se observa que las amplitudes dependen de la frecuencia. De cara a la medida siempre
serán fáciles de captar aquellas que tengan mayor amplitud. Es por ello que para trabajar en un
rango de frecuencia elevadas nos interesa medir aceleraciones, a frecuencias medias la velocidad y
a baja frecuencia el desplazamiento Figura 1.9(página16).
Figura 1.9: Magnitud de medida según frecuencia.
La colocación de los captadores siempre será perpendicular a la dirección de vibración te-
niendo en cuenta que esta puede ser radial o axial.
En la Tabla 1.3(página16) están representadas las unidades en las que se trabaja en el
análisis de vibraciones, como se puede apreciar la aceleración se representa como un múltiplo de
la aceleración de la gravedad.
Parámetro Unidad
Desplazamiento mm
Velocidad mm/s
Aceleración 1 mg = 9,80665 · 10−3
m/s2
Tabla 1.3: Unidades características del análisis de vibraciones.
Cables: La misión de los cables es la de transmitir las señales sin alteraciones, que en la
mayoría de los casos se conoce como “Ruidos”. Los ruidos suelen darse por la propia constitución del
cable (a mayor longitud del mismo mayores ruidos tendrá) y al ser sometido a campos magnéticos
externos presentes.
Tipos de cable:

De teflón: Son de alta calidad y bajo ruido, de dos conductores y malla, válidos para grandes
vibraciones y distancias cortas entre equipos. Son caros.
Multicanales: Tipo PVC multipar, válido para distancias más largas.
Amplificadores: La señal procedente de los captadores suele ser muy pequeña y de elevada
impedancia, por lo que necesitamos un paso de amplificación antes de su posterior medida y aná-
lisis. Este caso se da cuando la medida se realiza en una zona alejada de la máquina como ocurre
en los sistema de monitorización centralizados.
Ordenadores: Normalmente se guardan los registros de las señales en la memorias estáti-
cas, para luego pasar con posterioridad a su análisis en el propio ordenador.
Analizadores: Son las aplicaciones especializadas para este uso que suministra el software.
1.4.7.4. Evaluación de vibraciones
Una vez medida la velocidad y en una primera aproximación podemos entrar en la Ta-
bla 1.10(página 17) y ver en qué situación nos encontramos. Esta tabla es de utilidad cuando no
tenemos el valor de referencia bien definido para la máquina.
Figura 1.10: Valores límite ISO 10816 para las vibraciones.
ZONA A: Las máquinas recién instaladas suelen encontrarse en esta zona. Las máquinas
que se encuentran en esta zona se consideran en buen estado para un uso continuo sin
restricciones.
ZONA B: Las máquinas con vibraciones en esta zona no suelen ser convenientes para un uso
continuo.
ZONA C: Las máquina sobre este nivel sólo pueden trabajar durante un periodo pequeño y
limitado de tiempo.
ZONA D: Las vibraciones en esta zona suelen considerarse críticas ya que la máquina puede
resultar dañada.
Una vez conocida la velocidad de la vibración podemos obtener el desplazamiento de un
punto en la misma, para ello utilizamos la “Carta de Rathbone” como podemos observar en la
Figura 1.11(página 18).

Figura 1.11: Carta de Rathbone.

1.4.7.5. Severidad de la vibración
El procedimiento habitual que se sigue consiste en utilizar inicialmente, como niveles de re-
ferencia, los valores que proporcionan cualquiera de las normativas existentes para este propósito,
y realizar ajustes posteriores de estos valores para cada máquina en función del historial de esta o
de otras similares.
Básicamente todas las normativas coinciden en dividir el comportamiento vibratorio de una
máquina en tres regiones principales de diferente severidad de vibración:
Correcto
Incorrecto pero admisible
Inadmisible
Teniendo en cuenta esas regiones podemos deﬁnir dos niveles entre los tres estados posibles:
Nivel Prealarma: Corresponde al nivel de vibración que separa el funcionamiento correcto y
el funcionamiento incorrecto pero admisible.
Nivel de Alarma: Corresponde al nivel de vibración que separa el funcionamiento incorrecto
pero admisible del inadmisible. Una medida por encima de este nivel debe considerarse como
un serio aviso de la existencia de alguna anomalía en la máquina.
1.4.7.6. Determinación teórica-práctica de los niveles de alarma
En este apartado tratamos de relacionar un modelo de comportamiento vibratorio de una
máquina con la probabilidad de aparición de un defecto y su consecuente intensidad de vibración.
Para ello nos basaremos en una distribución estadística del número de medidas con una intensidad
dada. Sabiendo que los niveles de vibración siguen una Distribución Normal 1.12(página 19) donde
µ es la media de la distribución de la intensidad vibracional medida en un intervalo temporal y σ es
la desviación típica, con estos datos estableceremos las franjas de severidad.
Figura 1.12: Distribución Normal simétrica y asimétrica.
Si es distribución normal simétrica entonces podemos garantizar un rango de probabilida-
des:
Nivel de Prealarma:

Vs = [µ − 2σ, µ + 2σ] ≡ 95, 45 % (1.5)
Nivel de Alarma:
Vs = [µ − 3σ, µ + 3σ] ≡ 99, 73 % (1.6)
Si es una distribución normal asimétrica entonces no podemos utilizar los rangos de la
distribución normal simétrica ya que esta no se ajusta a los datos debido a la asimetría, para ello
hay otra forma menos exacta de calcular los límites, aunque si te dice del orden que debe dar esos
límites. Estas ecuaciones son:
Nivel de Prealarma:
Vs = moda + 2σ ∼= 90 % (1.7)
Nivel de Alarma:
Vs = moda + 4σ ∼= 99 % (1.8)
1.4.7.7. Aplicaciones del análisis de vibraciones
En este apartado trataremos de explicar los defectos más representativos y más comunes
que podemos encontrar en esta instalación, aunque tenemos que decir que este tipo de estudio
está muy difundido y se aplica a multitud de defectos que no hemos descrito en esta sección como
pueden ser: a los engranajes, poleas, correas, pandeo, estudio de resonancia y pulsaciones etc.
Rodamientos: Son los elementos junto con los cojinetes más críticos en cualquier máqui-
na rotativa, pues sobre ellos descansa todo el peso del rotor. Al mismo tiempo soportan todos los
esfuerzos dinámicos que se originan como consecuencia de desequilibrios, desalineaciones, excen-
tricidades, etc.
Un fallo no detectado en un rodamiento puede degenerar con cierta rapidez en una avería
catastróﬁca como pueden ser: bloqueo de rotor, contactos indeseados entre partes ﬁjas y móviles,
etc.
En la siguiente Figura 1.13(página 21) se aprecia las partes que componen un rodamiento
ya que el conocimiento de estas es de vital importancia debido a las vibraciones que se producen en
las mismas.
Un defecto en cualquiera de estas partes produce una vibración característica fácilmente
detectable en un espectro de frecuencia. Esta depende de dos factores: la velocidad de giro y los
parámetros geométricos del rodamiento (diámetros primitivo, exterior e interior, diámetro de los
elementos rodantes, número de los elementos rodantes y ángulo de contacto entre las pistas y los
elementos rodantes), y estas vienen dadas por unas fórmulas matemáticas.
BPFO: (Ball Pass Frequency Outer) Frecuencia de paso de bolas en el anillo exterior y nos
indica el ritmo al que el elemento rodante pasa sobre una picadura del aro exterior. Es el
defecto más común Figura 1.14(página 21).

Figura 1.13: Elementos que componen un rodamiento.
BPFO =
z
2
∗
n
60
∗
�
1 −
φr
φp
∗ cos α
�
= [Hz] (1.9)
siendo:
• z = número de elementos rodantes.
• n = Velocidad de giro del eje en rpm.
• φr = Diámetro de los elementos rodantes.
• φp = Diámetro primitivo (diámetro de la circunferencia imaginaria formada por los centros
geométricos de los elementos rodantes).
• α = ángulo de contacto de las pistas con los elementos rodantes.
Figura 1.14: Espectro frecuencia rodamiento pista exterior.
Agrietamiento o astillamiento del material en la pista exterior, producido por errores de ensam-
ble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deﬁciente. Se produce
una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RPS y 2X RPS de la frecuen-
cia de fallo de la pista exterior, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre
los elementos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de
1 − 10 KHz.
BPFI: (Ball Pass Frequency Inner) Es el ritmo al que un defecto en la pista interior se encuentra
con un elemento rodante. La BPFI es, en general, de menor amplitud que la BPFO debido a
que la transmisión de la vibración hasta el sensor es más difícil, puesto que la excitación de
la vibración debe pasar a través de los elementos rodantes y el anillo exterior antes de ser
detectada Figura 1.15(página 22).
BPFI =
z
2
∗
n
60
�
1 +
φr
φp
∗ cos α
�
= [Hz] (1.10)
Agrietamiento o astillamiento del material en la pista interna, producido por errores de ensam-
ble, esfuerzos anormales, corrosión, partículas externas o lubricación deﬁciente. Se produce

Figura 1.15: Espectro frecuencia rodamiento pista interior.
una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RPS y 2X RPS de la frecuencia
de fallo de la pista interna, en dirección radial. Además el contacto metal - metal entre los ele-
mentos rodantes y las pistas producen pulsos en el dominio del tiempo del orden de 1−10 KHz
(mismo situación que el BPFO).
BSF: (Ball spin Frequency) Frecuencia de rotación de bolas. Esta es el ritmo de rotación de
los elementos rodantes sobre sí mismos. Un defecto como una picadura o una incrustación
de material en un elemento rodante causará la aparición de esta frecuencia Figura 1.16(pági-
na 22).
BSF = 2 ∗
φr
φp
∗
n
60
∗
�
1 −
φr
φp
�2
∗ cos2
α = [Hz] (1.11)
Figura 1.16: Espectro frecuencia elemento rodante.
Se produce una serie de armónicos dándose los picos predominantes a 1X RPS y 2X RPS de
la frecuencia de fallo de los elementos rodantes, en dirección radial.
FTF: (Fundamental Train Frequency) Frecuencia fundamental de la jaula. Es el ritmo de rota-
ción de la jaula. Si el espectro tiene una amplitud elevada a la frecuencia de FTF no signiﬁca
que el rodamiento tiene la jaula defectuosa, sino que uno de los rodillos está cuarteado o de-
formado de alguna manera. Esto causa una componente de vibración cada vez que el rodillo
entra en el área de carga del rodamiento, es decir, a cada revolución de la jaula, provocando
vibración a ese ritmo Figura 1.17(página 23).
FTF =
1
2
∗
n
60
∗
�
1 −
φr
φP
∗ cos α
�
= [Hz] (1.12)
Deformación de la jaula, caja o cubierta que mantiene en su posición a los elementos rodantes.
Se produce una serie de armónicos de la frecuencia de la jaula dándose los picos predominan-
tes a 1X RPS y 2X RPS de la frecuencia de fallo en jaula, en dirección radial o axial.
Desequilibrio en rotor: El desequilibrio se origina al no estar las masas simétricamente
distribuidas respecto del eje de giro, por lo cual este no es un eje principal de inercia. Este presenta
alta amplitud en dirección radial (no axial), el resultado de la proyección de la fuerza sobre la
dirección del eje de captador.

Figura 1.17: Espectro frecuencia en jaula.
�F = m · ω · r · �u (1.13)
La señal será una sinusoide de una sola frecuencia, coincidente con la velocidad de giro
de la máquina (rpm). Al realizar el análisis espectral aparecerá vibración dominante a frecuencia
igual 1 x RPS (revolución o ciclo por segundo) Figura 1.18(página 23), únicamente en los espectros
tomados en dirección radial.
La vibración debida a desequilibrio suele ser la más elevada en máquinas. Las elevadas
fuerzas de desequilibrio pueden excitar frecuencias características de la propia máquina (holgu-
ras, rodamientos, resonacia), aparentando la presencia de problemas mecánicos que realmente no
existen. Por ello, ante un aparente problema múltiple en un rotor, con presencia de fuertes desequi-
librios, debe procederse previamente a la resolución de este problema antes de seguir analizando el
resto de problemas presentes en el espectro de vibración.
Figura 1.18: Espectro de desequilibrio.
Excentricidad: Esta aparece cuando el eje de rotación no coincide con el eje longitudinal
del rodete. Las causas provienen de defecto de construcción o montaje y pueden aparecer en poleas,
cojinetes, rodamientos, ruedas dentadas, rotor en general.
El problema de la excentricidad se maniﬁesta en vibración de forma similar al desequilibrio,
apareciendo una amplitud elevada a la velocidad de giro de la máquina 1 x RPS Figura 1.19(pági-
na 24) y en la dirección radial siendo su valor máximo medido en la dirección de la excentricidad.
Mediante el espectro de amplitudes no es posible distinguir entre uno y otro, la forma de hacerlo es
mediante: el uso de lámpara estroboscópica o hacer un equilibrado previo y si persiste la vibración
pues podemos decir que hay excentricidad debido por ejemplo a holguras en los apoyos.
Desalineación: La falta de alineación, aún con uniones ﬂexibles, generan tanto fuerzas
axiales como radiales, que a su vez producen vibraciones en dichas direcciones. En la desalineación
pueden distinguirse tres tipos:
Desalineación angular: El esfuerzo mutuo transmitido es inclinado respecto a la dirección de
cada uno de los ejes Figura 1.20(página 24).

Figura 1.19: Espectro de excentricidad.
Figura 1.20: Espectro de desalineación angular.
Ocurre cuando el eje del motor y el eje conducido unidos en el acople, no son paralelos.
Caracterizado por altas vibraciones axiales. 1 x RPS y 2 x RPS son las más comunes, con
desfase de 180 grados a través del acople. También se presenta 3 x RPS.
Desalineación longitudinal: En este defecto los ejes están en posición paralela pero no son
colineales Figura 1.21(página 24).
Figura 1.21: Espectro de desalineación longitudinal o paralela.
En estas se pueden dar altas vibraciones radiales a 2 x RPS que son las predominantes, y a
1 x RPS, con desfase de 180 grados a través del acople. Cuando aumenta la severidad, genera
picos en armónicos superiores (4 x RPS , 8 x RPS).
Desalineación mixta:Es la que se presenta en la mayoría de los casos, y que resulta de com-
binar los dos anteriores. Es por tanto típico la aparición de frecuencias a 1 x RPS y 2 x RPS
pudiendo aparecer múltiplos más elevados.
Holguras: Piezas sueltas, pernos mal apretados, ﬁsuras o grietas en pedestales y bancadas,
tolerancias de manufactura inadecuadas (con juego), y holgura entre el impulsor y su eje en bom-
bas. Causa un truncamiento en la forma de onda en el dominio del tiempo Figura 1.22(página 25).
La holgura genera múltiples armónicos y subarmónicos de 1 x RPS, destacándose los ar-
mónicos fraccionarios 1/2 x RPS, 1/3 x RPS, 1,5 x RPS, 2,5 x RPS, ... Frecuentemente la fase es
inestable y el nivel máximo tiende a una dirección notable realizando lecturas radiales espaciadas
30 grados entre si.

Figura 1.22: Espectro de holguras.
Mal apriete a bancada: aflojamiento o desplazamiento del pié de la máquina, por holgura
en los pernos de la base o por deterioro de los componentes de la sujeción Figura 1.23(página 25).
Figura 1.23: Espectro por falta de apriete en bancada.
El espectro presenta vibración a 1 x RPS en la base de la máquina con desfase a 180 grados
entre los elementos sujetados en el anclaje. Luego debe verificarse el estado de los aprietes y por
último el estado de la cimentación.
Flujo de líquido: El propio paso del fluido a través de la bomba produce un frecuencia
característica, denominada “Frecuencia de paso de álabes (BFP)” siendo esta la frecuencia a la cual,
cada aspa pasa por un punto de la carcaza Figura 1.24(página 25).
BFP =
z ∗ rpm
60
(1.14)
donde BFP es la frecuencia de paso de álabes (Hz), z es el número de álabes del rotor de la
bomba y rpm son las revoluciones por minuto del rotor de la bomba.
Figura 1.24: Espectro producido por el fluido a través de la bomba.
Es fundamental remarcar que en el análisis vibratorio de una bomba en correcto estado
siempre va a aparecer una señal a la BFP. Lo que indicaría un problema es el aumento de la
amplitud de dicha señal. Producida por obstrucciones, cambios abruptos de direcciones o desgastes
de juntas. La BPF algunas veces coincide con la frecuencia natural lo cual causa altas vibraciones.

Cavitación: Cuando las álabes de la bomba giran en el interior de un fluido a una determi-
nada velocidad producen succión la cual si alcanza la presión de vapor del fluido de tal forma que
las moléculas que lo componen cambian inmediatamente a estado de vapor, formándose burbujas
o, más correctamente, cavidades. Las burbujas formadas viajan a zonas de mayor presión e implo-
tan (el vapor regresa al estado líquido de manera súbita, aplastándose bruscamente las burbujas)
arrastrando material en el proceso Figura 1.25(página 26). La implosión causa ondas de presión
que viajan en el líquido. Estas pueden disiparse en la corriente del líquido o pueden chocar con una
superficie. Si la zona donde chocan las ondas de presión es la misma, el material tiende a debilitar-
se metalúrgicamente y se inicia una erosión que, además de dañar la superficie, provoca que ésta
se convierta en una zona de mayor pérdida de presión y por ende de mayor foco de formación de
burbujas de vapor.
Figura 1.25: Espectro producido por la cavitación.
la cavitación, provoca el aumento de la amplitud de las vibraciones a la frecuencia de paso
de álabes (BFP) y una vibración caótica que se presenta a altas frecuencias, del orden de 2000 Hz.
Para solucionar el problema debe controlarse con más rigor la presión de succión y tenerse
cuidado con el proceso para cebar la bomba.
1.4.8. Análisis de aceite y grasa
1.4.8.1. Introducción
La Lubricación es el proceso o técnica empleada para reducir el rozamiento entre dos
superficies que se encuentran muy próximas y en movimiento una respecto de la otra, interponiendo
para ello una sustancia entre ambas denominada lubricante que soporta o ayuda a soportar la carga
entre superficies enfrentadas.
Las principales funciones de la lubricación son:
Controlar - reducir la fricción
Controlar - reducir el desgaste
Controlar - reducir la corrosión
Controlar - reducir la temperatura
Controlar la contaminación
Transmitir potencia, en el caso de circuitos hidráulicos
El análisis de aceites de lubricación, es una técnica aplicable a transformadores y a equipos
rotativos, suministra numerosa información utilizable para diagnosticar el desgaste interno del
equipo y el estado del lubricante.

El estado del equipo se determina estableciendo el grado de contaminación del aceite debido
a la presencia de partículas de desgaste o sustancias ajenas a este. El estado del aceite se determina
comprobando la degradación que ha sufrido, es decir, la pérdida de capacidad de lubricar causada
por una variación de sus propiedades físicas-químicas y sobre todo, las de sus aditivos.
1.4.8.2. Fundamentos físicos
Una de las pérdidas más significativas en el funcionamiento de las máquinas es la debida
a la fricción. Sabemos que en la potencia total que absorbe o cede una máquina hay una parte de
ella que se pierde. Estas pérdidas pueden ser mecánicas, eléctricas, en auxiliares, etc.
NP érdidas = NIndicada − NEfectiva (1.15)
En el caso que nos ocupa, las pérdidas mecánicas, estas las podemos distribuir en tres:
Pérdidas por fricción Hidrodinámica: No existe contacto entre partes esta es la adecuada.
Figura 1.26: Lubricación Hidrodinámica.
Pérdidas por fricción Semiseca: Existe contacto entre partes en algunas zonas o puntos.
Figura 1.27: Lubricación Semiseca.
Pérdidas por fricción Metal-Metal: Existe contacto entre partes.
Figura 1.28: Lubricación Metal-Metal.
1.4.8.3. Consideraciones de la lubricación
La lubricación óptima, solo tendría pérdidas por fricción hidrodinámica en la que las super-
ficies metálicas están siempre separadas por una pelicula de lubricante Figura 1.26(págian 27) y en
consecuencia, la fuerza de fricción y sus pérdidas asociadas son función de la viscosidad del aceite.

La realidad es que no siempre se garantiza la total separación entre las superficies metálicas
y hay momentos en que hay contactos metal-metal localizados con la consecuencia de pérdida de
rendimiento y se produce desgaste.
Si la fricción metal-metal es continua en el tiempo entonces empezarán a aparecer condi-
ciones anormales de funcionamiento y suele desembocar en un fallo catastrófico.
El estado de un equipo se puede determinar estudiando la degradación y contaminación del
aceite o grasa, para ello vamos a describir que es cada uno:
La degradación: del aceite o grasa es el proceso por el que se reduce su capacidad para
cumplir sus funciones por alteración de sus propiedades.
La contaminación: del aceite o grasa se debe a la presencia de sustancias extrañas, tanto
por causas externas como internas:
• Elementos metálicos, procedentes de desgaste de piezas sometidas a fricción y que pro-
ducen a su vez desgaste abrasivo.
• Óxidos metálicos, procedentes de la oxidación de piezas y desgaste de las mismas que
originan igualmente desgaste abrasivo.
• Polvo y otras impurezas que se introducen en el sistema de lubricación y proceden del
medio exterior (filtros rotos, orificios, respiraderos, etc).
• Agua procedente de los sistemas de refrigeración y/o condensación de humedad atmosfé-
rica.
• Combustibles, que diluyen el aceite.
• Productos procedentes de la degradación de los aceites, como barnices y lacas que resul-
tan del proceso de envejecimiento del aceite.
La contaminación y degradación del aceite o grasa están íntimamente relacionadas, ya que la
contaminación altera las propiedades físicas-químicas del aceite o grasa acelerando su degradación.
Por otra parte, la degradación produce sustancias no solubles en el aceite que facilitan el proceso
de desgaste.
1.4.8.4. Aceite o Grasa
Como regla general se debe utilizar Aceite:
• Cuando las velocidades son muy altas, debido a que la grasa puede acanalarse o puede
provocar un exceso de temperatura.
• Cuando las temperaturas de operación sean excesivamente altas ya que no existe forma
de poder refrigerar la grasa.
• Cuando las condiciones de suciedad no son excesivas y pueden utilizarse retenes de lu-
bricación.
• El tipo de cojinete puede no ser adecuado para lubricación con grasa.
Como regla general se debe utilizar Grasa:
• Cuando la velocidad es moderada, por lo que el enfriamiento no es un tema importante.
• Cuando las temperaturas no son excesivas.

• Cuando se requiere protección contra los agentes exteriores como pueden ser el polvo,
humos, u otros contaminantes. La grasa es buena protectora ya que forma una barrera
contra esos contaminantes.
• Cuando se necesitan largos periodos de operación sin actividad de mantenimiento.
1.4.8.5. Técnicas de análisis de aceite
Tribología: es la ciencia que estudia la fricción, el desgaste y la lubricación que tiene lugar
durante el contacto entre superficies sólidas en movimiento Figura 1.29(página 29).
Figura 1.29: Esquema de los componentes de un sistema tribológico.
Entre sus técnicas más destacadas podemos encontrar la Ferrografía, Espectrometría y Aná-
lisis de lubricante, siendo este último el que describiremos en este estudio. Este consiste en reali-
zar un análisis al aceite lubricante y compararlo con las características originales del mismo, para
localizar precozmente fallos en la máquina o en el sistema. Exponemos a continuación los paráme-
tros más significativos de este estudio:
Viscosidad: representa la propiedad que tienen los fluidos de ofrecer resistencia a la velo-
cidad con que se deforman. Su origen radica en las fuerzas moleculares y en el intercambio de la
cantidad de movimiento (choques producidos al cruzarse las trayectorias de las partículas).
V iscosidad dinámica = µ = τ ·
dy
dv
≡ [1Pa · s = 10 Poise] (1.16)
V iscosidad cinemática = ν =
µ
ρ
≡ [1m2
/s = 104
St (Stoke)] (1.17)
La viscosidad disminuye normalmente por contaminación con el combustible (motores térmi-
cos), mezcla con condensables del gas comprimido (compresores de gas combustible), conta-
minación con otro aceite menos viscoso, etc.
La viscosidad aumenta normalmente por oxidación del aceite, que da lugar a la formación
de productos de descomposición más viscosos, partículas carbonosas y otros contaminantes.
Esto puede ocurrir por contaminación tanto interna como externa, tanto de partículas sólidas
como agua. Algunos fallos típicos son debidos a:
• Combustión defectuosa
• Filtro de aire de admisión obstruido
• Turbocompresor defectuoso
• Desgaste excesivo en los conjuntos camisa-segmentos
• Fallos en sistema de refrigeración que producen fugas de agua

• Filtro de aceite sucio u obstruido
Desviación admisible: se considera un aceite en servicio degradado y sin capacidad para
realizar bien su función si su viscosidad ha variado ±20 % de la del nuevo.
Acidez-Basicidad: En un aceite el grado de acidez ó alcalinidad puede expresarse por el
número de neutralización respectivo, el cual se define como la cantidad de base ó ácido, expresado
en mgr. de KOH (Hidróxido de Potasio), que se requiere para neutralizar el contenido ácido ó base
de un gramo de muestra, en condiciones normalizadas.
La acidez ó alcalinidad de un aceite nuevo da información sobre el grado de refino y aditiva-
ción; mientras que el de uno usado da información sobre los contaminantes y fundamentalmente
sobre la degradación del mismo.
Existen métodos normalizados para medir tanto la acidez como la basicidad. (Métodos
ASTM4
D-943 y ASTM D-974).
Los fallos que producen un aumento de la acidez del aceite producen simultáneamente una
reducción en la basicidad propia del aceite. El aumento de la acidez está asociado a su oxidación y
a la contaminación por los ácidos. Este tipo de fallo se suele dar:
Bomba de inyección o inyectores defectuosos
Turbocompresor defectuoso
Filtro de aire obstruido
Contaminación del aceite con azufre del combustible y otros ácidos
Sobrecalentamientos por fallo de la refrigeración
Filtro obstruido o ineficiente
Los parámetros de diagnóstico para la acidez/basicidad del aceite son:
TAN (Número de ácido total). Representa los mgr de KOH necesarios para neutralizar todos los
constituyentes ácidos presentes en 1 gramo de muestra de aceite.
TBN (Número de base total). Representa los mgr equivalentes de KOH necesarios para neutra-
lizar sólo a los constituyentes alcalinos presentes en un gramo de muestra de aceite.
Además de estar íntimamente relacionados el TAN y TBN, existe una relación directa entre la
reducción del TBN y el desgaste, según se aprecia en la Figura 1.30(página 31).
Desviación admisible en la evaluación de un aceite, se aconseja el cambio de aceite cuando
el TBN es inferior al 60 % del TBN inicial, o se encuentra por debajo del valor recomendado por
el fabricante del motor. El TBN de un aceite de motor nuevo debe ser mayor cuanto mayor sea el
contenido en azufre del carburante.
En cuanto al TAN es aconsejable el cambio cuando éste llega a un valor del 80 % del TBN
medido o cuando el TAN se incrementa un 50 %.
4American Society for Testing and Materials.

Figura 1.30: Relación entre el TAN, TBN y desgaste.
Contaminación por agua: La puede producir las posibles fugas. El efecto del agua sobre
el aceite produce un aumento en su degradación y acelera la corrosión de los metales que debe
lubricar. Existen varios métodos para su medida:
Método de la crepitación en plancha caliente, el más utilizado como indicador cualitativo de
presencia de agua en cantidades superiores a 0,05 %. Consiste en dejar caer una gota de
aceite en una plancha caliente y observar si se produce crepitación. La intensidad del ruido de
crepitación es una indicación de la cantidad de agua contaminante.
La medida de la constante dieléctrica también detecta cualitativamente concentraciones de
agua superiores al 0,1 %.
El método de la mancha de aceite, aunque con este método solo se detectan concentraciones
muy elevadas (superiores al 5 %).
Los principales fallos asociados con el aumento del contenido en agua del aceite son todos
aquellos que producen fugas internas de refrigerante al aceite. Se considera que un aceite tiene una
contaminación de agua inadmisible y, por tanto, debe ser sustituido cuando se alcanza más de un
0,5 %.
Otros elementos contaminantes: Son elementos metálicos o no (hierro, cobre, sílice, boro,
etc.) que entran al aceite provenientes tanto de fuentes externas como internas. Su análisis alertan,
por tanto, tanto del posible desgaste de elementos internos como sobre otras posibles fuentes de
contaminación. En la Tabla 1.4(página 33) siguiente aparecen los elementos contaminantes y su
posible procedencia en el aceite.
Oxidación: El lubricante durante el servicio está sometido a altas temperaturas, presiones
y al contacto con oxígeno, compuesto que naturalmente origina la oxidación. De forma empírica, el
oscurecimiento del ﬂuido acompañado de un olor característico puede darnos una idea aproximada
del grado de oxidación del lubricante.
1.4.8.6. Técnicas de análisis de grasa
Cambios en la consistencia de la grasa: La consistencia de la grasa viene dada funda-
mentalmente por la viscosidad del aceite y por el espesante (a mayor cantidad de espesante más
consistente es la grasa). Sin embargo, el grado de consistencia de una grasa puede variar debido al
efecto de la contaminación, pérdida del aceite base o por el estrés mecánico.

Análisis espectrométrico de aceite
Elemento Fuente
Hierro (Fe) Es el más común de los metales de desgaste. Paredes de cilindros,
guías de válvulas, segmentos de cilindros, rodamientos de bola, levas,
balancines, engranajes, cadenas, muñequillas de cigüeñal.
Aluminio (Al) Pistones, cojinetes y polvo de contaminación externa.
Cobre (Cu) Presente en forma de aleación, bien bronce bien latón. Arandelas y
cojinetes.
Magnesio (Mg) Aditivo detergente del lubricante.
Sodio (Na) Agua en equipos marinos.
Níquel (Ni) Metal de válvulas de alta resistencia y álabes de turbinas.
Plomo (Pb) Cojinetes. Contaminación en motores que utilicen gasolinas con plo-
mo.
Silicio (Si) Se encuentra en la mayoría de muestras de aceite debido a polvo en el
aire, juntas, y en algunos aceites aparece como agente antiespumante.
Estaño (Sn) Cojinetes y restos de soldadura blanda.
Boro (B) Aditivo del aceite.
Bario (Ba) Aditivo detergente del aceite.
Molibdeno (Mo) Segmentos de pistones y aditivo del aceite.
Zinc (Zn) Componente del latón, y aditivo antioxidante del aceite.
Calcio (Ca) Aditivo detergente del aceite.
Fósforo (P) Aditivo antidesgaste del aceite.
Tabla 1.4: Elementos contaminantes
Realizando un ensayo de penetración ASTM D 217 sobre la grasa ya utilizada podemos
observar si se producen variaciones en la consistencia de la grasa.
Punto de gota: El punto de gota establece la temperatura a la cual la grasa pasa de un
estado sólido o semisólido a un estado líquido. Nos dice la temperatura máxima a la que puede
trabajar dicha grasa.
Existen gran variedad de ensayos que se le aplican a las grasas que en este estudio sólo los
nombraremos como pueden ser:
FTIR (DIN 51820E): Espectroscopia de infrarrojo nos permite conocer si se está usando la
grasa supuesta o si está mezclada con otra, la existencia de contaminantes como el agua, su
degradación, el tipo de espesante y su concentración y la oxidación.
Contenido en agua (ASTM D 6304).
ICP o Espectroscopia de emisión atómica (ASTM D 5185): Con este se determinan tanto
el tipo y concentración de los aditivos como los contaminantes y desgastes producidos en la
máquina.
1.4.8.7. Sistema de clasificación de aceites
Las propiedades que requiere un lubricante dependerán del uso para el que esté destinado,
variando mucho de unas necesidades a otras, razón por la cual existe una gran variedad de lubri-
cantes y sistemas de clasificación. Estos sistemas de clasificación se basan en la viscosidad, ya que
este parámetro es el más representativo.
Sistema ISO:5
Este lo establece la Organización Internacional para la Estandarización y realiza
la clasificación mediante un número colocado al final del nombre del aceite que viene dada por
la viscosidad del aceite medida en cSt a 40o
C. Su principal ventaja es que permite una rápida
comparación entre aceites.
5ISO - International Organization for Standardization.

Sistema AGMA6
: Clasificación establecida por la Asociación Americana de Fabricantes de
Engranajes que mediante un número entre el 1 y el 13, clasifica los aceites en rangos de
viscosidades medidas en SSU a 100o
F (en cSt a 37,8o
C), de este modo a mayor código AGMA
mayor será la viscosidad.
Sistema SAE7
: Realiza la clasificación mediante un número que será mayor cuanto mayor
sea la viscosidad del aceite. Bajo este sistema se clasifican los aceites para lubricación de
MCI(Motores de Combustión Interna), cajas de engranajes, transmisión y sistemas hidráulicos.
El sistema SAE diferencia entre aceites unigrado y multigrado. En los unigrados, sólo se especi-
fica un grado de viscosidad y el índice de viscosidad será inferior a 95, presentando problemas
de arranque en frío (< 5o
C). Si se requiere prestaciones mayores entonces deberá buscarse un
aceite cuyo código esté acompañado de la letra “W”.
En la siguiente Tabla 1.31(pag 33) se muestran las equivalencias entre los distintos sistema
de clasificación.
ISO AGMA
SAE
Motor Engranajes
Unigrado Multigrado Unigrado Multigrado
10
15 75
22 105 0W,5W 75W
32 150 10W
46 215
68,68EP 315 20W,20 10W30, 20W20 80,80W
100,100EP 465 25W,30 5W50,15W40
150,150EP 700 40 15W50,20W40
220,220EP 1000 50 90 85W90
320,320EP 1500 50 90 85W90
460,460EP 2150 140
680,680EP 3150
1000,1000EP 4650
1500,1500EP 7000 250
Figura 1.31: Equivalencia entre los sistemas de clasificación del aceite.
1.4.8.8. Sistema de clasificación de las grasas
El NLGI (National Lubricating Grease Institute) establece una clasificación de las grasas
en función de su consistencia. Este se define por el ensayo de penetración producido por un cono
estándar. Dependiendo del valor obtenido en esta prueba, la grasa se clasifica en uno de los 9
grados que van desde el 000 para grasas más fluidas hasta el 6 para grasas de alta consistencia
Tabla 1.5(página 33).
NLGI ESTADO APLICACIÓN
000 Fluida Engranajes
00 Semi-fluida Engranajes
0 Muy blanda Rodamientos. Sistemas centralizados
1 Blanda Rodamientos. Sistemas centralizados
2 Normal Rodamientos
3 Firme Rodamientos
4 Muy firme Cojinetes (Baja velocidad).
5 Dura Cojinetes (Baja velocidad).
6 Myu-Dura Cojinetes (Baja velocidad).
Tabla 1.5: Grado de consistencia de las grasas según ASTM D 217
6AGMA - American Gear Manufactures Association.
7 SAE - Society of Automotive Engineers.

1.4.8.9. Aceites y grasas recomendados por el fabricante para los equipos estudiados
El aceite usado en los rodamientos debe tener un valor de viscosidad como se define en
la ISO 3448. Cuando la velocidad de rotación sea mayor de 1800 rpm, se usa normalmente un
lubricante definido en la norma ISO VG 328
. Cuando la velocidad de rotación sea 1800 rpm o
menor, se usa normalmente un lubricante definido en la norma ISO VG 46.
Entre sus principales características:
Alta protección frente al desgaste
Muy buena estabilidad a la oxidación
Buena demulsibilidad permitiendo la rápida separación del agua proveniente de fugas o con-
densaciones
Buena filtrabilidad aunque exista contaminación con agua
Estabilidad a la hidrólisis evitando el fenómeno de colmataje de filtros
Buena protección anticorrosión y antiherrumbe, creándose una película protectora sobre las
superficies metálicas y previniendo los ataques químicos
Muy buenas propiedades antiespuma y antiaire disminuyendo los ruidos en las bombas
En la Tabla 1.6(página 34) aparecen las marcas y referencias de los aceites recomendados
por los fabricantes para las bombas.
Fabricante ISO VG 32 ISO VG 46
ESSO Terresso 32 Terresso 46
GULF Harmony 32 Harmony 46
MOBIL DTE 24 DTE 25
SHELL Tellus Oil 32 Tellus Oil 46
TEBOIL Larita Oil 32 Larita Oil 46
NESTE Paine 32 Paine 46
Tabla 1.6: Aceites recomendados por el fabricante.
En la Tabla 1.7(página 34) se muestran las principales propiedades de los aceites recomen-
dados por el fabricante.
Propiedades ISO VG 32 ISO VG 46
Densidad a 15o
C kg/m3
875 880
Viscosidad cSt a 40o
C 32 45.9
Viscosidad cSt a 100o
C 5.4 6.8
Índice de viscosidad 102 100
Punto de congelación, o
C -27 -27
Punto de inflamación Cleveland, o
C 227 232
Tabla 1.7: Propiedades del aceite.
A continuaión en la Tabla 1.8(página 35) aparecen las grasas recomendadas por los fabri-
cantes, para trabajar a altas temperaturas y presiones. Son validas tanto para las bombas como
para las turbinas.
En la Tabla 1.9(página35) se muestra el tipo de aceite y de grasa utilizado en los equipos de
estudio en la actualidad.
8ISO VG 32 (VG - Viscosity Grade).

Fabricante Calidad Espesor
Aceite ba-
se
Rango de
temperatura
o
C
Viscosidad
cinemática
del aceite
base mm2/s,
cSt a 40o
C
Viscosidad
cinemática
del aceite
base mm2/s,
cSt a 100o
C
Consistencia
NLGI escala
ESSO UNIREX N2 Li-comp. Mineral -30 to +165 115 12.2 3
SKF LGHT 3 Li-comp. Mineral -30 to +150 110 13.0 3
MOBIL OIL
Mobiltemp
SHC 100
Inorganic Sintético -40 to +200 100 12.5 2
SHELL Syntix 100 Li-comp. Sintético -40 to +150 100 21.0 2
TEBOIL
Syntex
Grease
Li-comp. Sintético -40 to +140 150 20.0 2
STATOIL
Uniway LiX
42 PA
Li-comp. Polyalfa -35 to +150 100 18.0 2
CHEVRON SRI 2 Polyr. Mineral -30 to +150 115 14.0 2
NESTE Rasva 606 Li-comp. Sintético -40 to +150 150 20.0 2
Tabla 1.8: Grasas recomendadas por el fabricante.
GRUPO DE
EQUIPOS
RODAMIENTOS DE LAS
BOMBAS
RODAMIENTO DE LOS
MOTORES
Bomba Agua Fil-
trada
Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:1.5-3
NLGI:1.5-3
Bombas de Alta
Presión
Aceite, FL-HIDROBAK-tf-
HLP-46
NLGI:2-3
Bombas Booster Aceite, FL-HIDROBAK-tf-
HLP-32
NLGI:1.5-3
Turbinas Pelton Grasa, KLUBER NBU 15,
NLGI:2-3
NLGI:2-3
Tabla 1.9: Aceite y grasa utilizado en los equipos.
1.4.9. Control de temperatura mediante sensores
1.4.9.1. Sensor RTD
Los detectores de temperatura resistivos(RTD - Resistance Temperature Detector) son
sensores basados en variación de la resistencia de un conductor con la temperatura. Un sensor muy
utilizado en la industria es el Pt-100 (RTD de platino con R = 100Ω a 0o
C) Figura 1.32(página 35)
siendo este el que se utiliza en estas instalaciones.
Figura 1.32: Sensor Pt-100 instalado.
Su principio de funcionamiento se basa en que cuando calentamos un metal se produce
una mayor agitación térmica, dispersándose más los electrones y reduciéndose su velocidad media
produciéndose un aumento de la resistencia. A mayor temperatura mayor agitación y mayor será la
resistencia.
La variación de la resistencia puede ser expresada de manera polinómica como se expresa
en la siguiente ecuación. Por lo general, la variación es bastante lineal en márgenes amplios de

Parámetro Platino (Pt) Cobre(Cu) Niquel(Ni) Molibdeno(mo)
Resistividad(µΩcm) 16.6 1.673 6.844 5.7
α (Ω/Ω/K) 0.00385 0.0043 0.00681 0.003786
R0 (Ω) 25, 50, 100,
200
10 50, 100, 120 100, 200, 500
Rango (o
C) -200 a +850 -200 a
+260
-80 a +230 -200 a +200
Tabla 1.10: Parámetros resistivos de los metales que componen RTD.
temperatura.
R = R0 · (1 + α · �T) (1.18)
donde:
R0 es la resistencia a la temperatura T0
�T es la desviación de temperatura respecto a T0(�T = T − T0)
α es el coeﬁciente de temperatura del conductor especiﬁcado a 0o
C. Este interesa que sea de
gran valor y constante con la temperatura.
Los materiales utilizados en estos sensores suelen ser conductores como el Cobre, Niquel,
Molibdeno o el Platino. Las principales valores de sus parámetros aparecen en la Tabla 1.10(pági-
na36):
De todos ellos es el platino el que ofrece las mejores prestaciones:
Alta resistividad.
Un rango de temperatura mayor.
Alta linealidad.
Sin embargo su sensibilidad α es menor.
Ventajas e inconvenientes:
Ventajas:
• Margen de temperatura bastante amplio.
• Proporciona las medidas de temperatura con mayor exactitud y repetitividad.
• Tiene gran exactitud y con tolerancias mínimas y son bastante estables en el tiempo.
• La relación entre temperatura y resistencia es la más lineal.
Inconvenientes:
• El coste de estos sensores es más elevado que el de los termistores.
• El tamaño y la masa de estos sensores es mayor que el de los termistores, limitando
además su velocidad de reacción.
• Estos sensores se ven afectados por el autocalentamiento.

Aplicación: Este sensor se utiliza para medir y registrar la temperatura de los motores y
de los rodamientos en tiempo real. En el caso de estudio estos sensores están conectados con el
sistema SCADA de la planta, siendo monitorizada la temperatura en la sala de control.
1.4.9.2. Termistor
Un termistor es un sensor resistivo de temperatura Figura 1.33(página 37). Existen dos
tipos de termistor:
NTC (Negative Temperature Coefﬁcient).
PTC (Positive Temperature Coefﬁcient).
Figura 1.33: Sensores PTC.
Su funcionamiento se basa en la variación de la resistencia de un semiconductor con la tem-
peratura, debido a la variación de la concentración de portadores. Los PTC son resistores no lineales
cuya resistencia aumenta fuertemente con la temperatura mientras que los NTC su resistencia baja
rápidamente con la temperatura.
El modelo matemático que sigue este sensor es:
RT = A · e
B
T con A = R0 · e
−B
T0 (1.19)
Usualmente, los termistores se fabrican a partir de óxidos semiconductores, tales como el
óxido férrico, el óxido de níquel, o el óxido de cobalto.
A diferencia de los sensores RTD, la variación de la resistencia con la temperatura no es
lineal. Para un termistor PTC o NTC, la característica es hiperbólica. Para pequeños incrementos de
temperatura, se darán grandes incrementos de resistencia.
Aplicación: El sensor PTC se utiliza prioritariamente como elemento de protección en los
motores ya que si se produce un sobrecalentamiento (temperatura límite que soporta el material
aislante de los devanados) en los devanados del estator mandan una señal que hace que corte la
corriente de alimentación del motor.
1.4.10. Termografía
La termografía es una técnica con aplicaciones muy concretas en mantenimiento basadas
en el hecho de que todos los cuerpos, por estar a una temperatura superior al 0 absoluto, emi-
ten una radiación electromagnética. Midiendo esa radiación con cámaras de infrarrojos podemos

extraer una imagen cuantificable en temperatura. Esta es desfigurada en colores convencionales:
de tal manera que a cada temperatura se le asocia un color, correspondiéndole normalmente al de
temperatura mayor el color blanco. Esta técnica nos permite a distancia, y sin contacto, medir y
visualizar las temperaturas de superficies con precisión, Figura 1.34(página 38).
Figura 1.34: Ejemplo de una termografía.
Una de las variables más identificadoras de la degradación funcional de un gran número de
elementos (rodamientos, reductores, conexiones eléctricas, componentes electrónicos, juntas, etc.)
es la temperatura. Dicha temperatura provoca como ya se ha dicho, una radiación que los sistemas
de termografía infrarroja son capaces de captar así si se detecta un punto, zona o componente
anormalmente caliente respecto a zonas colaterales que tiene la misma función entonces estaremos
detectando una anomalía.
1.4.10.1. Tipos de cámaras
La región del infrarrojo está situada entre la región visible y de microondas del espectro
electromagnético Figura 1.35(página 38) y abarca la región de 2 a 1000µm debido a que los objetos
radian energía en el infrarrojo a esta región se le conoce también como la región térmica del espectro.
Cuanto mayor sea la energía radiante de un cuerpo, mayor será la energía radiante espectral en
todas las longitudes de onda y más corta será su longitud de onda predominante de la emisión.
Figura 1.35: Espectro de longitudes de ondas.
La mayor parte del espectro de emisión infrarroja no es útil para los sensores debido a que la
radiación es absorbida por el vapor de agua y el dióxido de carbono en suspensión en la atmósfera.
Sin embargo existen tres bandas de onda con buena transmisión.

Haciendo referencia a lo anterior podemos clasificar estas cámaras en función de la banda
del infrarrojo en la que trabaja:
Onda Media: Cubre el rango del espectro de infrarrojo 2 a 6µm esta nos muestra una transmi-
sión cercana al 100 %.
Onda larga: Cubre la región del infrarrojo de 8 a 15µm con aproximadamente un 100 % en la
banda 9 a 12µm. Esta ofrece una excelente visibilidad para la mayoría de los objetos terrestres.
Los equipos de infrarrojos se diseñan para operar ya sea en la banda de longitudes de
onda larga o bien en la banda de longitudes de onda medias. La banda de longitudes de onda largas
incluye un espectro más amplio de temperaturas bajas, mientras que la banda de longitudes medias
incluye un rango de temperaturas mayores. Por lo anterior, para aplicaciones de altas temperaturas
un equipo de infrarrojo de longitudes de onda medias es el más adecuado.
1.4.10.2. Características técnicas de los equipos en general
Las principales características de estos equipos son:
Temperaturas desde −50o
C a 2000o
C con una resolución de temperatura 0,05o
C
Amplia resolución espacial, desde pequeñas áreas 100mm2
hasta amplias regiones del espacio.
Distancia de enfoque desde 15cm a cientos de kilómetros.
1.4.10.3. Proceso de inspección termográfica
Se puede definir en general, siguiendo estas etapas:
1. Planificación de la inspección en los períodos de máxima demanda.
2. Evaluación y clasificación de los calentamientos detectados.
3. Emisión de informes, con identificación de los fallos y el grado de urgencia para su reparación.
4. Seguimiento de la reparación.
5. Revisión termográfica para evaluar la efectividad del mantenimiento correctivo realizado.
1.4.10.4. Ventajas e Inconvenientes de la termografía
Ventajas:
• La inspección se realiza a distancia sin contacto físico con el elemento en condiciones
normales de funcionamiento. Es decir no solo no es necesario poner fuera de servicio
las instalaciones sino que además es conveniente realizarla con la instalación en pleno
funcionamiento.
• Se trata de una técnica que permite la identificación precisa del elemento defectuoso.

• Es aplicable a los diferentes equipos eléctricos: bornes de transformadores, transforma-
dores de intensidad, interruptores, cables y piezas de conexión,...
• Es utilizable para el seguimiento de defectos en tiempo casi real, lo que permite cuantificar
la gravedad del defecto y la repercusión de las variaciones de carga sobre el mismo para
posibilitar programar las necesidades de mantenimiento en el momento más oportuno.
• En relación con el mantenimiento tradicional, el uso de la inspección termográfica propicia
la reducción de riesgos para el personal.
Inconvenientes:
• Capacidad limitada para la identificación de defectos internos en la medida que el defecto
no se manifieste externamente por incremento de la temperatura.
• Los reflejos solares pueden enmascarar o confundir defectos.
• El estado de carga del elemento bajo análisis puede influir en la determinación de las
anomalías.
1.4.10.5. Fundamentos físicos del proceso
La radiación fue establecida por Max Planck según unas leyes asociadas a la distribución
de energía de emisión de las diferentes temperaturas de un cuerpo negro. Dichas leyes de radiación
indican que las diferentes temperaturas adquiridas por un cuerpo caliente van a traducirse en
energía radiada en diferentes longitudes de onda Figura1.36(página 40).
Figura 1.36: Ley de Planck.
I(ν, T) =
2hν3
c2
·
1
e
hν
kT − 1
(1.20)
donde cada parámetro es:
I = Radiación espectral o cantidad de energía por unidad de superficie, unidad de tiempo y
unidad de ángulo sólido por unidad de frecuencia o longitud de onda, Jm−2
sr−1
.
ν = frecuencia en Hz
T = Temperatura en K
h = Constante de Planck 6,626068 ∗ 10−34
J · s
c = Velocidad de la luz m/s
k = Constante de Boltzmann 1,3806504 ∗ 10−23
J/K

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