Análisis Acústico | ¿Qué es el análisis acústico?

¿Qué es el análisis acústico?

El análisis acústico (AA) utiliza micrófonos avanzados para medir los sonidos y las frecuencias de los equipos y analizar las emisiones reales de los equipos frente a las frecuencias de fallas conocidas para diagnosticar posibles fallas.

Descripción general

El análisis acústico proporciona una forma de comprender el equipo y prevenir fallas que no se basa en las métricas típicas de mantenimiento predictivo (PdM), como la vibración o el calor. Esto lo convierte en una parte importante y flexible del conjunto de herramientas de un programa de PdM.

La identificación de condiciones de falla con análisis acústico ayuda a ahorrar dinero al:

Predecir fallas antes de que sucedan, aumentando la confiabilidad de la máquina
Reducción de la cantidad total de tiempo de inactividad
Ahorro de dinero en costos de equipos debido a un mantenimiento adecuado
Programación del trabajo de mantenimiento óptimo mediante la predicción de fallas

Tipos de herramientas de análisis acústico

Al igual que otras herramientas de PdM, el análisis acústico ahora es mucho más avanzado que sus voluminosos predecesores, y se integra con dispositivos móviles y tecnología conectada al Internet de las cosas (IoT).

La mayoría de las veces, el análisis acústico se realiza mediante el uso de micrófonos especializados que se colocan junto a activos críticos. Estos micrófonos miden el nivel y la frecuencia de los sonidos, que luego se envían a un algoritmo de aprendizaje adaptativo para su análisis.

En particular, el análisis acústico es único debido a su capacidad para distinguir entre múltiples (a veces docenas o cientos) de señales diferentes para aislar sonidos problemáticos.

Existen dos métodos principales para recopilar datos acústicos:

Sónico : los micrófonos sónicos recopilan datos de sonido en el plano de los sonidos que los humanos pueden escuchar. Debido a que el rango de sonido medido es mucho más bajo que el ultrasónico, el análisis acústico sónico es algo menos flexible. Los micrófonos sónicos suelen recopilar datos de sonido de maquinaria de baja y alta rotación, lo que los hace útiles para comprender los niveles de lubricación de los equipos.
Ultrasónico : Por otro lado, los micrófonos ultrasónicos recogen el sonido a una frecuencia más alta y más baja de lo que los seres humanos pueden escuchar. Los micrófonos ultrasónicos recopilan datos valiosos sobre la tensión y la fricción de la máquina, lo que la convierte en una herramienta versátil para equipos mecánicos y eléctricos.

Además de los equipos, existen dos modelos de análisis muy utilizados:

Análisis estructural : en un sistema de análisis estructural, los micrófonos y los sensores deben tocar directamente el equipo que están midiendo. Luego, el micrófono puede detectar sonidos y señales que se mueven a través de la estructura para predecir fallas.

Análisis aéreo : como su nombre lo indica, el análisis aéreo funciona midiendo las señales de sonido radiadas por los activos sin necesidad de tocar el activo en sí. Esto proporciona mucha más flexibilidad con respecto a la configuración del sensor, al tiempo que proporciona un desafío adicional con respecto al filtrado del ruido de fondo.

El tipo de herramientas de análisis acústico a utilizar depende completamente de la instalación y el equipo que se va a medir. Sin embargo, los micrófonos ultrasónicos se usan cada vez más a medida que pasa el tiempo debido a su mayor versatilidad y capacidad para distinguir entre muchos sonidos similares para encontrar fallas potenciales.

Cómo utilizar el análisis acústico para el mantenimiento predictivo

Al igual que otras herramientas de mantenimiento predictivo, el análisis acústico tiene como objetivo evitar que ocurran fallas al monitorear constantemente la condición del equipo. Lo hace reuniendo datos de sonido (ya sea que estén en el espectro humano o no) y analizando el sonido contra frecuencias de falla conocidas.

En un entorno típico, los engranajes pueden hacer un chirrido muy fuerte si no están lo suficientemente lubricados. Curiosamente, sin embargo, gran parte del "sonido" que hace el equipo no es realmente audible para el técnico de mantenimiento promedio. Esto se llama "sonido silencioso" y se refiere al estrés y la fricción que sufre una máquina mientras funciona.

Es midiendo este estrés que el análisis acústico puede mejorar los esfuerzos de mantenimiento preventivo.

El análisis acústico se puede utilizar para determinar lo siguiente:

Análisis de lubricación y capacitación : el análisis acústico puede detectar una lubricación deficiente, lo que lleva a mejores medidas generales de lubricación y capacitación para los técnicos.
Estrés de la máquina : el estrés y el desgaste de una máquina se pueden determinar escuchando las señales de frecuencia que emite. Usando micrófonos ultrasónicos, incluso es posible aislar señales individuales de una gran cantidad de sonidos.
Comportamiento anómalo : los sonidos que se consideran anormales se pueden medir y utilizar como detectores de funcionamiento irregular, lo que lleva a arreglos antes de averías.

Ejemplo de análisis acústico

Tomemos, por ejemplo, una central eléctrica para una empresa hidroeléctrica. La estación utiliza una gran cantidad de piezas móviles, lo que significa que para medir con precisión todas las condiciones dentro de la central eléctrica, la empresa necesitaría instalar una cantidad similar de sensores. Incluso dentro del análisis acústico, el uso de un micrófono sónico sería ineficiente, ya que la cantidad de ruido de fondo crearía datos inutilizables.

Sin embargo, con el análisis acústico ultrasónico, es posible instalar una pequeña cantidad de micrófonos ultrasónicos que buscan frecuencias de estrés específicas en varios equipos. Los algoritmos acústicos calculan estas frecuencias contra las frecuencias de fallas conocidas, lo que permite a los técnicos de mantenimiento realizar el mantenimiento antes de que ocurran las fallas (lo cual es importante, considerando la cantidad de energía que se pierde si la estación deja de funcionar).