Un Ingeniero Imagina: Por qué estudié ingeniería mecánica

 Dada la proximidad de las fiestas navideñas, en lugar de comentar aspectos técnicos voy a comentar un libro que me ha hecho recordar la ilusión con la que estudié ingeniería mecánica.


Peter Rice - Un ingeniero imagina.

 Se trata de Un Ingeniero Imagina, la autobiografía que Peter Rice, uno de los ingenieros de estructuras más importantes del siglo XX, publicado tras fallecer por un tumor cerebral.

 Gracias a su imaginación y a su profundo conocimiento de las estructuras y de los materiales, incluyendo no solo el acero o el hormigón, sino también el vidrio, el policarbonato la piedra o la tela; Rice se ganó el reconocimiento y la admiración de todos los ingenieros y arquitectos con los que trabajó, especialmente de Ove Arup con el que trabajo en el departamento de Estructuras 3 (fantástico nombre para un departamento de ingeniería).

 En el libro, Rice alterna sus recuerdos de juventud en Dundalk, Newbridge y Belfast con sus grandes proyectos; sus reflexiones sobre la ingeniería y la investigación de nuevas formas y materiales, con su relación con el propio Arup y con Jean Prouvé.



La Casa Tropical, de Jean Prouve

Y es que Prouvé es otro de los grandes ingenieros, sus proyectos de Casa Tropical y Casa Sahariana aportan soluciones sencillas e ingeniosas a los problemas de ventilación y climatización, a la vez que a la fabricación en serie de edificios con materiales ligeros, uno de los campos que más me interesan; o su experimentación con nuevos materiales y nuevas formas, como las estaciones de servicio cilíndricas para Total.

Pabellón del Futuro Expo'92 Sevilla

 Regresando a Rice, no podemos olvidar su trabajo en la Ópera de Sydney, el Centro Georges Pompidou, el edificio Lloyd's de Londres o el Museo de la Colección Menil, todos con estructuras imposibles, algunas de ellas fruto del Laboratorio de Estructuras Ligeras de Ove Arup & Partners. Destaco su colaboración el Pabellón del Futuro de la Expo'92 de Sevilla, que combina una fila de arcos de piedra, de una ligereza extrema, con una cubierta ondulada suspendida y un dosel, también suspendido, sobre la plaza central; o las soluciones de ingeniería de el Teatro de la Luna Llena para iluminar un escenario nocturno únicamente con reflectores.

Fiat VSS, 1981

 Pero los que trabajamos con maquinaria no podemos olvidar sus proyectos, en compañía de Renzo Piano y el Instituto I.DE.A, para Fiat que dieron como resultado el Vehículo Experimental de Subsistemas (VSS). Este vehículo conseguía reducir su peso mediante la utilización de un chasis compuesto por una malla tridimensional de acero cubierta con paneles de plástico sin ninguna responsabilidad estructural, además de aumentar la flexibilidad en las fases de fabricación y montaje, permitiendo conseguir diferentes configuraciones. El vehículo se componía de nueve paneles externos, o subsistemas, fabricados de forma independiente que se montaban al final de la línea de producción.

 Recomiendo a todos leer este libro, Un Ingeniero Imagina, de Peter Rice, o como yo lo llamo Por Qué Estudié Ingeniería.

Cloud Monitoring: Maintenance on the Cloud

 All of us know the importance of condition monitoring and the need to perform a good inspection plan that allows us to detect the machine problems on time, based on the P-F curve. To define the inspection periods we can use the risk-based inspection principles or reliability programs.

 But we can increase our condition monitoring program effectiveness by a continuous monitoring program with send of real-time information to the cloud, these programs are named Cloud Monitoring.

 Because the inspection plan is the most critical part of a condition monitoring program, due to the uncertainty of the reliability calculus and, mainly, the difficulty of the P-F curve interpretation due to the variety of failures of equipment.


 We must add the difficulty to perform right measuring, either ultrasonic, oil analysis, vibrations analysis, thermographic or other techniques and the difficulty to understand the results.

 Cloud Monitoring programs avoid these problems, increasing the condition monitoring program effectiveness, providing real-time information, logging the measure results continuously and allowing them to be studied and reviewed on-line by specialists.

How can we get it?

 Cloud Monitoring is based on an electronic acquisition data unit that receives information, continuously, through sensors placed in equipment that we want to study.

 There is a wide range of sensors, as the electrical diagnostic (phase angle and current signature) that we can use in electrical motors, accelerometers to detect misalignments and unbalances in mechanical components, ultrasonic to detect micro-cracks, surface roughness, lack of lubrication, electric currents or fluids leakages; vibrations to detect wears and turbulences or cavitation formations, temperatures or, even, lubricant condition.

 These sensors provide a continual signal, so to place and adjust them to obtain the maximum effectiveness is easy.


Fractal diagnostic of bearing performance.

 The acquisition data unit transforms the signals from the sensor, using specific software, and send them to a web site where we can see, real-time, the results of the measurements and the historical data, we can review them anytime and anywhere, only visiting a web page; these results can be easily processed using any spreadsheet. We can program the system to send the alarm signals, by e-mail or SMS, if it reaches some limits.

 This methodology is suitable for any industry and any location because it doesn't require a complex installation and it doesn't need maintenance.

 The main benefits that this system provides are the reducción of unexpected breakdowns, ensure the spare parts, tools, and technicians are available to perform the maintenance tasks, increasing the equipment uptime, avoid false alarms, increase availability and allow joining data with the CMMS.

Cloud Monitoring: Mantenimiento en la nube

 Todos conocemos la importancia del mantenimiento predictivo y la necesidad de realizar un buen plan de inspecciones que permita detectar a tiempo los posibles problemas en base a la curva P-F. Para la definición de los periodos de inspección podemos utilizar las bases de las inspecciones basadas en riesgo o programas de fiabilidad.

 Pero podemos aumentar la eficacia de nuestros programas predictivos con la implantación de un programa de monitorización continua, con envió de información en tiempo real a la nube, a estos programas los denominamos Cloud Monitoring.

 Y es que diseñar el plan de inspecciones es la parte crítica de un plan de mantenimiento predictivo, por un lado por la incertidumbre de los cálculos de fiabilidad pero, principalmente, por la dificultad de interpretar la Curva P-F debido a la gran variedad de fallos que puede sufrir un equipo.



Curva P-F

 A esto hay que añadir la dificultad para realizar las mediciones de forma correcta, ya sean mediante ultrasonidos, análisis de lubricantes, análisis de vibraciones, termografías o cualquier otra técnica, y la dificultad de interpretar los resultados.

 Los programas de Cloud Monitoring evita estos problemas, multiplicando la eficacía del mantenimiento predictivo, al proporcionar una información en tiempo real, registrando los resultados de las mediciones de forma continua y permitiendo que puedan ser interpretados y revisados, on-line, por especialistas.

 ¿Cómo lo consigue?

 El Cloud Monitoring se basa en la utilización de una centralita electrónica que recibe información, de forma continua, a través de los sensores que se colocan en los equipos que queremos estudiar.

 Existe una gran variedad de sensores que podemos utilizar, como por ejemplo de diagnóstico eléctrico (ángulo de fase y señales de corriente) que podemos utilizar en motores eléctricos, acelerómetros para detectar desalienaciones y desequilibrios en componentes mecánicos, de ultrasonidos para detectar microfracturas, rugosidades, mala lubricación, derivaciones eléctricas o fugas de fluidos; de vibraciones que detectan desgastes y formación de turbulencias o cavitaciones, de temperaturas o incluso del estado del lubricante.

 Al proporcionar estos sensores una señal continua, es relativamente sencillo colocarlos y ajustarlos para obtener el máximo rendimiento.



Diagrama fractal del funcionamiento de un rodamiento.

 La centraliza transforma la señal procedente de los sensores de manera que se pueda enviar a un sitio web en el que podemos ver, en tiempo real, los resultados de las mediciones así como un histórico de resultados, que podemos revisar todas las veces que haga falta desde cualquier lugar, solo con conectarse a una página web; estos resultados se pueden tratar fácilmente utilizando cualquier hoja de cálculo. También podemos programar el sistema para que envíe señales de alarma, por e-mail o SMS, en caso de alcanzar unos valores límite.

 Esta metodología es aplicable a cualquier tipo de industria y en cualquier localización, ya que no requiere de una instalación compleja y no necesita mantenimiento.

 Los principales beneficios que aporta son la reducción de paradas inexperadas, asegurar que se dispone de repuestos, herramientas y personal cualificado para realizar las tareas de mantenimiento, aumenta la vida útil de los equipos, previenen las falsas alarmas, aumentan la disponibilidad y permiten integrar los datos con programas de gestión de mantenimiento (GMAO).

Lean Maintenance

 I had wanted to write about the development of Lean Maintenance programs to remove all the tasks that give No value to the equipment.

 That's Lean Maintenance means, to provide the right maintenance with minimum wastes, so the equipment does their functions with the minimum cost; summarizing, to remove process that gives no value and simplifies the process that gives value.

 But, Can we save in maintenance and increase the reliability of our equipment together?

 Yes, Lean Maintenance does it, applying the Toyota Production System (TPS) basics as remove wastes, standardized tasks, schedule just-in-time actions and focus on quality.

 Generally, through the TPS application, we will improve maintenance while minimizing inputs as Labor, Management effort, Parts and materials, Contractors and service contracts, Equipment rental, Raw materials, Energy, Capital...

  A good way to start a Lean Maintenance program is with a 7 Wastes analysis, these wastes are:

• Overproduction, too many maintenance tasks.
• Excessive Inventory, too many spare parts.
• Waiting, among maintenance tasks.
• Material and Information Movement.
• Motion, movements of people or equipment.
• Defects reworks from a poorly maintenance process.
• Unnecessary processing, efforts which add no value and consume resources.

 Once the wastes are identified and removed, we can implant a TPM (Total Productive Maintenance) program based in Autonomous Maintenance, that's maintenance based in operator, with the maintenance department support. This program use tools as 5S, Poka Yoke, JIT (Just-In-Time) or SMED (Single Minute Exchange of Die), and can be completed with RCM (Reliability Centered Maintenance) or RBM (Risk Based Maintenance) analysis.

 The Lean Maintenance full implantation process is difficult because it requires to involve all the people and process, indefinitely, and provide them training and expertise.

 The best way to obtain these goals is through Lean games and activities, that help to improve motivation by providing both knowledge and experience in an enjoyable and effective way.

Mantenimiento Lean

 Tenía ganas de escribir sobre la necesidad de plantear planes de mantenimiento Lean, que eliminen todas las tareas que no aportan nada a las máquinas.

 Eso es lo que significa Mantenimiento Lean, proporcionar el mantenimiento necesario con los mínimos desperdicios, de manera que los equipos hagan sus funciones con el menor coste; es decir consiste en eliminar procesos que no añaden valor y simplificar aquellos que lo añaden.

 Pero ¿Se puede ahorrar en las operaciones de mantenimiento sin comprometer la fiabilidad de las máquinas?

 Sí, el Mantenimiento Lean lo consigue, y lo hace aplicando conceptos del Sistema de Producción Toyota (TPS) como son eliminar desperdicios, normalizar trabajos, programar acciones justo-a-tiempo (just-in-time) y enfocarse en la calidad.

 De modo general se pueden mejorar, mediante la aplicación de TPS, en aspectos como Mano de obra, Tiempos de gestión, Repuestos y componentes, Contratas y servicios externos, Alquiler de equipos, Materiales de desperdicio, Energía, Costes...

  Una buena forma de comenzar un plan de Mantenimiento Lean es realizando un análisis de los 7 desperdicios, o 7 Wastes, que son:

• Sobreproducción: Exceso de tareas de mantenimiento.
• Inventario: Exceso de repuestos.
• Esperas: Tiempos muertos entre tareas de mantenimiento.
• Movimiento de materiales e información: Que no se encuentran en los lugares en los que se necesita.
• Desplazamientos innecesarios: De personal para realizar las tareas de mantenimiento.
• Defectos: Que requieren repetir las tareas.
• Procesos innecesarios: Tareas innecesarias que consumen recursos.

 Una vez identificados y eliminados estos desperdicios, se implanta un plan de mantenimiento TPM (Total Productive Maintenance) basado en Mantenimiento Autónomo, es decir, en el mantenimiento realizado por el propio operador de la máquina, con el apoyo del departamento de mantenimiento. Esta implantación utiliza herramientas como las 5S, Poka Yoke o SMED (Single Minute Exchange of Die), y puede completarse con un análisis RCM (Reliability Centered Maintenance) o RBM (Risk Based Maintenance).

 La implantación de procesos de Mantenimiento Lean es compleja porque requiere involucrar a todos las personas que trabajan en la planta y a todos los procesos, de forma indefinida, y en proporcionarles formación y experiencia, incluso a las nuevas incorporaciones.

 Una buena forma de conseguir estos objetivos es mediante la organización de actividades y juegos Lean, que ayudan a mejorar la motivación proporcionando los conocimientos y experiencia necesarias de una forma amena y eficaz.