El papel de los sensores en el mantenimiento industrial

Los sensores se han convertido en un componente básico en la mayoría de las empresas bajo el paraguas del sector industrial. No solo facilitan las tareas de automatización, sino que se trata de elementos versátiles y polivalentes, con un gran número de aplicaciones. Entre las más destacables encontramos el papel que tienen los sensores en el mantenimiento industrial, y es que estos recursos pueden ahorrarnos costes y disgustos innecesarios.

Para poder garantizar un mantenimiento industrial y predictivo óptimo, los sensores dependen de una extendida tecnología conocida como IIoT, que básicamente es el Internet of Things adaptado a la industria. El IIoT es ese conjunto de herramientas, dispositivos y también sensores que se conectan y vinculan a aplicaciones industriales a través de la red. Todos estos elementos, incluyendo los sensores, se encargan de recopilar y analizar datos relacionados con los procesos industriales para facilitar la toma de decisiones y mejorar todo tipo de gestiones en la organización.

Los sensores dotan de inteligencia a la compañía, ya que permiten obtener datos de todo tipo de inputs, pero también detectar y prevenir errores. Se encargan de medir una serie de factores cruciales para asegurar que todo salga bien y mejorar la seguridad de los propios profesionales. Si quieres saber más acerca de las funciones y los beneficios de esta tecnología, te lo contamos todo en este artículo.

Funciones y elementos que miden los sensores en el mantenimiento industrial

En el mundo industrial, la automatización de procesos es fundamental, y son los sensores los que la facilitan a través de la detección, medición y análisis de factores como los cambios relativos a la posición, la longitud, la altura y el movimiento, entre otras cosas. Sin embargo, toda esta información, que representa los patrones de comportamiento de las máquinas, también permite ver la importancia de los sensores en el mantenimiento industrial.

Los sensores se encuentran en la antesala de los actuadores, componentes que reaccionan a las órdenes de los mismos sensores cuando estos detectan variaciones. En este sentido, los sensores conforman la parte más sensible de la cadena de tratamiento de datos, pues son los primeros en comprobar qué está sucediendo. Para hacer que los actuadores funcionen, los sensores determinan valores internos y externos a la maquinaria, que se dividen en distintas variables:

• Variables ambientales. Este grupo de variables incluye todos aquellos elementos naturales como la velocidad y la dirección del viento, la temperatura ambiente, la humedad, la intensidad de la luz, el sonido y el nivel de vibración endémico de la zona, entre otros factores. En este caso, los sensores también son capaces de detectar la presencia de personas en situaciones específicas.
• Variables mecánicas. Las variables mecánicas son aquellas que están relacionadas con la maquinaria de la organización y que están vinculadas a los efectos físicos y mecánicos de los cuerpos. Las más habituales son la posición, la proximidad, la dirección de desplazamiento y la presión estática y dinámica.
• Variables eléctricas. En este caso, estamos hablando de inputs energéticos que afectan directamente a los activos de la organización, como el voltaje, la corriente, la frecuencia, la resistencia, potencia, impedancia, intensidad, resistencia, etc.
• Variables de proceso. Por último, los sensores en el mantenimiento industrial también tienen en cuenta las condiciones físicas o químicas gestadas durante los procesos activos, como la temperatura de la maquinaria y su grado de aumento. Si se trabaja con ambientes relacionados con líquidos, también miden aquí la presión, el flujo, el pH, el nivel del agua e incluso la turbidez de estos elementos.

Toda esta información será fundamental para realizar una serie de cálculos mediante herramientas big data y así optimizar la producción y, lo más relevante y el tema que nos ocupa ahora, construir patrones habituales que puedan contrastar con situaciones imprevistas y poco recomendables. Son estas variaciones las que harán reaccionar a los sensores para desplegar todas las herramientas de mantenimiento.

Tipos de sensores para mantenimiento y características técnicas

Existen varios tipos de sensores industriales, en función de lo que se quiera medir en cada caso. Presentamos algunos de los más utilizados:

• Sensor de temperatura. Estos dispositivos reúnen estímulos referentes a la temperatura de una fuente concreta y los transforman en información. Los más habituales son los sensores digitales, infrarrojos y de humedad y temperatura.
• Sensor de presión. Los sensores de presión obtienen la información en forma de presión y la transforman en señales eléctricas comprensibles en función de la presión aplicada. Se engloban aquí también los sensores de vacío.
• Sensor MEMS. Por sus siglas, sistemas microelectromecánicos. Estos sensores transforman las señales mecánicas en eléctricas, y son ideales para automatizar procesos industriales, pero también para medir sus características habituales y detectar cambios. Permiten detectar vibraciones, movimientos, la inclinación de los objetos y su aceleración.
• Sensor de medición. A grandes rasgos, este tipo de sensores se encargan de medir la distancia entre dos elementos o su posición. Facilitan la optimización de los procesos de control.
• Sensor de proximidad. Detectan objetos, señales o personas que se encuentren cerca del mismo sensor. Los interruptores de posición o los detectores capacitivos son los más habituales, aunque también encontramos inductivos, magnéticos, ópticos y ultrasónicos.
• Sensor de par y torsión. Estos sensores pueden ejecutar paradas mecánicas en los casos en los que sea necesario. Se trata de elementos fundamentales muy extendidos en procesos automatizados. Permiten medir, entre otras cosas, a qué fuerza de torsión se somete un eje a lo largo de sus fases de funcionamiento en arranque, en movimiento o en parada.

Todos estos sensores están pensados para mejorar los procesos y asegurar un mantenimiento predictivo. En cualquier caso, cuentan con unas características técnicas que definen su nivel de funcionalidad. Aunque todo depende de la variable a medir, por lo general, estas son las características principales:

• Rango. El rango conforma la variable mínima y máxima que el sensor puede medir.
• Amplitud. La diferencia entre el valor máximo y el mínimo que el sensor puede percibir.
• Precisión. Se trata del valor máximo esperado durante la medición. La precisión del sensor se expresa en su exactitud.
• Exactitud. Es la diferencia entre lo que medimos y el valor real, a nivel porcentual.
• Sensibilidad. Esta característica marca la variación entre la señal de salida y el valor introducido en la entrada. A mayor variación de la señal de salida producida a causa de la variación de la señal de entrada, mayor precisión.
• Tiempo de respuesta. El tiempo que necesita el sensor para mostrar un valor de salida.

Beneficios del mantenimiento predictivo y la sensorización

El poder de la combinación entre la tecnología IIoT y los sensores para un mantenimiento predictivo óptimo aporta una serie de beneficios que hay que tener en cuenta, especialmente a nivel de seguridad:

• Monitorización constante. El análisis de datos a través de los sensores nunca se detiene, por lo que el sistema siempre estará actualizado para evitar fallas o errores de cualquier tipo.
• Disminución de costes. A menor número de incidentes, menos se tendrá que invertir en reparar o calibrar las herramientas de la empresa. Además, un correcto mantenimiento predictivo dilata la duración de los componentes mecánicos.
• Mayor seguridad. Estos sensores no solo mejoran la seguridad de los procesos y de la maquinaria, sino que también ayudan a implementar medidas para garantizar el bienestar de los trabajadores mientras operen con activos potencialmente peligrosos.
• No intervención. Al desplegar un mantenimiento predictivo y constante, será cada vez menos necesario detener los procesos para analizar los errores o solucionar problemas, por lo que la productividad aumentará.
• Reducción de errores críticos. El papel de los sensores en el mantenimiento industrial es, principalmente, el de reducir al máximo los errores críticos que pudieran detener la producción de la organización. Además, cuantos menos incidentes catastróficos sucedan, menos inversión habrá que hacer en seguros.

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