Taller ACR-P
Aprende el Análisis Causa Raíz

Sensores en el análisis de aceite

Sensores, estamos rodeados de ellos y su aplicación se ha extendido a prácticamente todos los sectores y ámbitos de la vida cotidiana. Sensores para medir el sueño, para contar los pasos, para conducir coches y un largo, interminable y extenso etcétera que parece no tener fin.

Figura 1.
Figura 1. Sensor.
Fuente: El Marsh.

Sin darnos cuenta hemos entrado en un bucle donde todo aquello que no esté sensorizado (termino que se aplica a cualquier elemento que cuente con un sensor capaz de medir alguna de sus variables intrínsecas) no cuenta con un valor añadido actualizado, tiende a ser considerado obsoleto y probablemente una oportunidad para ser “sensorizado”.

El ámbito de la lubricación industrial no se encuentra lejos del mundo de los sensores. Si bien los primeros proyectos piloto en esta área se remontan a los años 80 no fue hasta entrados en los 2000 que su introducción al mercado industrial tomó mucha fuerza.

En la mayoría de los casos el objetivo esencial de los sensores es dar una alerta temprana del estado o condición ya sea del aceite o bien del componente o sistema lubricado. Entra en juego en este sentido la tecnología de medición y posterior transformación de la información que el lubricante transporta la cual debe, por medio de algoritmos o transformaciones numéricas, dar como resultado final un valor que sea fácil de entender e interpretar desde el punto de vista del mantenimiento.

No es el objetivo de este articulo discutir las diversas tecnologías analíticas, sino por el contrario responder a una pregunta que actualmente suena mucho en diferentes ámbitos industriales. Se habla mucho de sensores en sistemas lubricados, pero se ven muy pocos instalados, ¿a qué se debe esta situación? Si la sensorización se ha extendido a todos los niveles industriales, ¿qué es lo que detiene a estos elementos a ser parte de integral del ciclo de un activo industrial?

Mientas estudiaba la carrera de ingeniería, uno de mis principales afanes era poder hacer un resumen de todo lo que había aprendido. En términos sencillos el objetivo de mi resumen era que mi memoria realice el recorrido que días antes había realizado para aprender un tema en concreto. En algunos casos funcionaba a las mil maravillas, en otros en cambio hacer el resumen me ayudaba a reforzar lo que había aprendido y en algunos otros el resumen me daba algunas pautas relacionadas con el tema en concreto.

La mayoría de sistemas de control modernos disponen de tres elementos clave: los sensores, los actuadores y el microcontrolador.

Autor: anónimo

Aún conservo el gen del resumen y lo llevo ahí donde voy, en caso de que el lector no pueda o no desee hacer el recorrido de este articulo conmigo, puede echar un vistazo a uno de mis infalibles resúmenes, preste mucha atención a él mientras lo analiza y posiblemente no haga falta ir líneas abajo para entender y dar respuesta a la pregunta planteada inicialmente, ¿Por qué hay tan pocos sensores en equipos lubricados?

Figura 2. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #1.

Figura 2. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #1.
Fuente: El autor.

Posiblemente este sea uno de los resúmenes más sencillos de interpretar, sin embargo vamos por partes y definamos cada una de las intersecciones del efecto K.

Primera Parte, el tamaño no importa

Hace algo más de 10 años el sensor de análisis de lubricantes que se desarrolló en el centro de investigación donde trabajaba tenía un tamaño cercano al de una mesa unipersonal, con un peso cercano a los 100 kilos tomando en cuenta el volumen de aceite necesario para el análisis. Pensar en comercializar el producto hubiera sido una idea descabellada ya que tanto el tamaño de los componentes así como el precio de los mismos estaba muy por encima de lo que cualquier industria podría haber asumido. En esta fase pura de Investigación, Desarrollo e Innovacion (I+D+i) los precios no solo de los sensores son extremadamente altos, sino también la mano de obra del proyecto, pongamos un ejemplo actual. Una hamburguesa de 180 gramos de carne sintética, diseñada en un laboratorio de San Francisco cuesta la friolera de 340.000 dólares americanos, su elaboración requiere de un batallón de 18 expertos (entre PhD, doctores y demás amortales) además de unos equipos de laboratorio que son únicos en el mundo. Sin embargo, debido al avance de la ciencia y la tecnología, se espera que ese precioso trozo de carne cueste, en 10 años, apenas 18 de los famosos billetes verdes.

Exactamente esto está ocurriendo con muchos sensores, ya sea los que tenemos disponibles en este momento y aquellos que se están desarrollando en algún laboratorio industrial. No es difícil entender esto si aplicamos la ley de Moore (Gordon Moore 1965, aunque para muchos más que una ley es un cuento de marketing), parafraseando esta ley y aplicándola a los sensores en cuestión, podemos decir que: cada dos años, los sensores reducen su tamaño y al mismo tiempo su capacidad analítica se duplica.

La inversión en I+D+i dio lugar que tanto el tamaño como el precio de los sensores sean relativamente asequibles para el mercado industrial, uno de los principales factores de la penetración de mercado. El marketing por su lado, hizo lo que mejor se le da hacer, agrandar el tamaño de la noticia y vestir a un santo son sus mejores galas para realizar la procesión. Fue así, que en los hombros de los devotos, los sensores experimentaron un empuje que no habían tenido hasta la fecha, sin embargo aún no han dado el salto que tantos interesados quieren.

Segunda Parte, no saben de lo que hablan (parafraseando a mi amigo José de NY)

Un alto porcentaje de los fabricantes de sensores se centra en la determinación del contaje de partículas presentes en el aceite. En el otro lado de la moneda, la demanda del mercado industrial se centra, precisamente, en sensores que sean capaces de determinar la concentración de partículas en el aceite.

67% de la demanda de sensores de aceite se centra en contaje de partículas.

El contaje de partículas (CP) es una herramienta fantástica, en manos de quien sabe utilizarla y en especial en las del que sabe interpretarla. Desafortunadamente esta valiosa herramienta se ha visto opacada por la falta de conocimiento aplicado sobre el tema, sobre todo en equipos de generación de potencia el CP no solo brinda el nivel de suciedad o limpieza del aceite, va mucho más allá de eso, está directamente relacionado con la generación y los cambios de ciclo de estos equipos. A la industria le queda aún un largo camino por entender realmente el significado de este parámetro.

Sigamos con el CP, hace poco realice un trabajo de consultoría para una compañía global en relación a la aplicación, medición y control del CP. Este grupo destinaba una parte de su presupuesto de mantenimiento a tareas de filtración de sus aceites cada vez que el CP sobrepasaba un determinado límite en función de la norma ISO 4406.

No vi mejor manera de malgastar una parte del presupuesto de mantenimiento, el desconocimiento es un arma de doble filo ya que enceguece y al mismo tiempo da una sensación de grandeza. El problema con esta tarea de filtración es que era absolutamente inútil y el razonamiento es muy simple; muchos aceites (no quiero generalizar) entran en un ciclo normal de envejecimiento y la cadena de hidrocarburo se va cortando (o ya sea por cizallamiento, presión, etc.). Estas nuevas cadenas son, lógicamente más pequeñas que sus antecesoras y a temperatura de operación son totalmente solubles en el propio aceite y no causan ningún daño mientras no tiendan a ser oxidables y esto depende de factores como el tiempo de permanencia, el grado de acidez del aceite y un largo y complejo etcétera.

Pero volvamos al tema de la filtración; una vez tomada la muestra y enviada al laboratorio el análisis se realiza a temperatura ambiente y un gran porcentaje de esas cadenas cortas son removidas durante el proceso analítico del contaje mediante un solvente orgánico, pero en ciertos casos como el que comento, no todo se disuelve. A raíz de esto el mantenedor recibía un CP por encima de sus límites recomendados, límites que habían sido cuidadosamente seleccionados por un tercero, que de teoría aparentemente sabe algo, pero en la práctica esta en segunda división. A raíz de esta situación, el mantenedor dedicaba sus esfuerzos a filtrar aquello que no se podía filtrar, el resto es historia.

Este preámbulo, bastante extenso por cierto, es un ejemplo claro de lo que se conoce como falta de conocimiento aplicado. Mi gran amigo Luis Garcia define este término como conocimiento tácito, el que se aprende a pie de máquina, manchándote las manos, no en una oficina con aire acondicionado y café!

Es así, que los sensores de análisis de aceite, por ser gentil, tendrán su gran día cuando el conocimiento aplicado tenga un impacto medible en el mantenimiento. Aún estamos lejos de ese día, pero tal y como describe Moore en su famosa ley, el tiempo que yo estimo para la penetración masiva de sensores de aceite en el mercado industrial será, sin duda alguna, la mitad (no se sienta mal, el 87% de los lectores necesitan leer al menos 2 veces esta última frase).

Tercera Parte, precio, y escenarios actuales

Todo se resume a eso, precio. Puede tener las mejores características pero si el precio está por encima de lo esperado se descarta. Puede no dar la talla técnicamente, pero si el precio se ajusta a nuestro presupuesto, se compra.

Parece la frase de alguna película barata, sin embargo es la dura realidad en la que muchas empresas viven al momento de la selección de un producto o servicio. Se ha dejado a un lado el aspecto técnico, cada vez pesa menos y de seguir así acabara siendo simplemente una aguja en el pajar de una licitación.

Volvamos al gráfico del efecto K y vea la tendencia que tendrá el precio y como éste, en algún punto del tiempo, se intersecta con el conocimiento aplicado.

Figura 3. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #2.

Figura 3. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #2.
Fuente: El autor.
Figura 4. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #3.

Figura 4. El Efecto K aplicado a Sensores de Lubricación #3.
Fuente: El autor.

Actualmente doy asesoramiento tanto a clientes industriales al momento de seleccionar un sensor, como a fabricantes de sensores para identificar mejoras e integración con el resto de parámetros del análisis de aceite. Claramente puedo identificar algunos posibles escenarios sobre lo que se deslizan este tipo de proyectos.

El primero es lógicamente que el precio se mantenga constante y por consiguiente los beneficios del sensor en cuestión deberán ser extremadamente altos, así se logrará una penetración de mercado pero en un tiempo muy largo.

El segundo escenario es aquel donde el precio baja lo suficiente y el producto es lo suficientemente atractivo desencadenando una explosión en el conocimiento aplicado, que a su vez permitirá una mejora en el producto final.

Llegará el día en el que tendremos una cantidad importante y representativa de sensores instalados en sistemas lubricados? Seguro que sí. Jamás imaginó leer un artículo escrito a miles de kilómetros en su teléfono personal, así que no se preocupe, quédese tranquilo y relájese, la intersección entre el precio y el conocimiento aplicado dará sus frutos y tendremos sensores en sistemas lubricados que nos darán verdaderas alarmas tempranas en función las necesidades de manutención del equipo, no simplemente por aportar un número sin mucho valor añadido. Pero no debe olvidar que los sensores aportaran valor siempre y cuando el conocimiento aplicado haya servido para alimentar un el ciclo de desarrollo de producto.

Autor: Jorge Alarcón
Global Technical Manager, OCM
Correo: jorge.alarcon@bureauveritas.com 

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