Monitorización de condición en edificios: qué es y cómo funciona

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La monitorización de condición es la práctica de observar el estado real de un activo a través de sus señales de sensores, de modo que la degradación se haga visible antes del fallo. Se sitúa entre hacer funcionar una máquina hasta que se rompe y servirla según un calendario fijo, y cambia la suposición por la medición. En un edificio comercial eso significa bombas, ventiladores, unidades de tratamiento de aire, chillers y los motores que los impulsan, observados a través de datos que el sistema de automatización del edificio ya está recogiendo.

Casi todo lo publicado sobre el tema trata de maquinaria rotativa en fábricas. Rodamientos, cajas de engranajes, alineación de ejes. La técnica se transfiere a los edificios. La economía y la instrumentación no, y esa brecha es donde la mayoría de los equipos de edificio se atascan.

¿Qué es la monitorización de condición?

Monitorización de condición significa medir uno o más parámetros de una máquina, seguir cómo se mueven en el tiempo y usar ese movimiento para juzgar su salud. Vibración, temperatura, consumo de corriente, presión, caudal. Una sola lectura no te dice casi nada. Una tendencia en esa lectura, comparada con el historial propio de la máquina y con sus hermanas idénticas, te dice mucho.

ISO publica directrices generales bajo ISO 17359, que plantean el bucle: elegir el equipo, decidir qué parámetros llevan información sobre sus modos de fallo, establecer una línea base, medir, comparar, actuar. Nada en ese bucle es específico de una fábrica de papel.

En un edificio, los activos que merecen el tratamiento están en la sala de máquinas y en la cubierta. Chillers y sus compresores. Calderas. Bombas primarias y secundarias. Torres de refrigeración. Unidades de tratamiento de aire y sus ventiladores. El BMS ya está haciendo trending de la mayor parte de lo que esos activos reportan, normalmente a resolución de quince minutos y a menudo con años de historial. La monitorización de condición de activos rara vez empieza, por tanto, con un proyecto de hardware. Empieza con datos que ya están sentados, sin leer, en un historian.

Monitorización de condición, mantenimiento predictivo y FDD

Los tres términos se usan indistintamente en el material de los proveedores, y no deberían. Describen cosas distintas que se solapan mucho en la práctica.

El solape es real. La monitorización de condición alimenta el mantenimiento predictivo, porque sin datos de condición no hay nada desde lo que predecir. El FDD se solapa con la monitorización de condición donde una regla de fallo lee la misma señal, por ejemplo un ventilador de impulsión que corre fuera de su banda normal de corriente. La distinción que importa operativamente es el alcance. El FDD es más fuerte en secuencias de control, donde la biblioteca de fallos está madura y el fallo es una consigna incorrecta o un damper atascado. La monitorización de condición es más fuerte en degradación mecánica, donde aún no ha fallado nada y la única evidencia es una deriva lenta.

Qué señales llevan información de condición

Nueve familias de señales hacen la mayor parte del trabajo en un edificio comercial, y casi todas ya reportan en algún sitio.

• Vibración en bombas, ventiladores, secciones de AHU y compresores de chiller. La señal de condición clásica, y la que los edificios suelen carecer.
• Corriente del motor y consumo de potencia. Una bomba que tira más amperios para el mismo duty te está hablando del impulsor, los rodamientos o el fluido.
• Temperatura de rodamientos y bobinados del motor. Lenta, inequívoca, barata de leer donde exista una sonda.
• Temperatura de impulsión y retorno, y el delta-T entre ellas. Un delta-T que colapsa en una batería es uno de los números más informativos de un edificio.
• Presión diferencial a través de filtros y baterías. La carga del filtro aparece en los datos mucho antes de que alguien recorra la sala de máquinas.
• Feedback de posición de válvulas y dampers. Una válvula clavada al 100 por ciento durante tres semanas ha dejado de modular, así que el lazo ya no puede alcanzar su consigna.
• Conteos de ciclos del compresor. El conteo de ciclos es desgaste acumulado, y el cortociclo es a la vez síntoma de un problema de control y causa de daño mecánico.
• Temperatura de approach del refrigerante y sobrecalentamiento en la planta de chiller. Un approach de condensador que sube suele significar tubos ensuciados.
• Horas de funcionamiento. Poco glamuroso, y la base de cualquier comparación entre unidades idénticas.

Ocho de esas nueve salen del BMS y de los datos de contadores sin que nadie toque un destornillador. La vibración es la excepción. Muy pocos edificios comerciales llevan instrumentación de vibración: sus máquinas son más pequeñas que aquellas alrededor de las que se construyó el mercado industrial de monitorización de condición, y nadie especificó acelerómetros en la entrega.

Ahí aparecen los sensores de monitorización de condición añadidos: acelerómetros inalámbricos a batería sujetos a la carcasa de una bomba, que reportan por radio de baja potencia a una pasarela. El hardware IoT de monitorización de condición de ese tipo es útil, y también es donde el programa deja de ser un ejercicio de software y se convierte en uno de compra, con plazos de entrega. Saca valor de las señales que tienes antes de comprar la que no tienes. Donde una señal falta pero es derivable de otras, un sensor virtual a veces puede cerrar la brecha sin hardware en absoluto.

Cuándo la monitorización basada en condición es la decisión correcta

La monitorización basada en condición no es la estrategia correcta para cada activo, y fingir lo contrario es cómo un programa acaba produciendo cuatro mil alarmas que nadie lee.

Run-to-failure es racional. Para un activo barato, redundante y no crítico, el coste de monitorizar supera el coste del fallo. Un extractor de aseos en un edificio con muchos de ellos no necesita un acelerómetro. Déjalo romper, cámbialo, sigue.

El mantenimiento preventivo por calendario también es racional, y a menudo obligatorio. La garantía del fabricante puede exigir un servicio anual documentado digan lo que digan los datos, y un régimen de inspección legal puede exigir la comprobación de un recipiente a presión a intervalo fijo. Ahí gana el calendario, y los datos de condición se convierten en evidencia de apoyo en lugar de sustituto.

El mantenimiento basado en condición se gana su sitio cuando el activo es caro de reparar, su fallo interrumpe el edificio o a sus inquilinos, y su degradación aparece de verdad en una señal que puedes leer. Falta cualquiera de esos y la economía se deshace. Un activo cuyo modo de fallo es súbito, sin precursor observable, no puede monitorizarse por condición de forma útil a ningún precio.

Aquí es también donde la monitorización de condición online se separa de la práctica antigua basada en rutas. Basada en rutas significa un técnico que recorre la planta con un analizador de mano según calendario, lo que funciona para un sitio grande y falla para una cartera de cuarenta. La monitorización de condición online transmite las señales de forma continua, así que la tendencia es completa en lugar de muestreada una vez al trimestre. La monitorización remota de condición añade la consecuencia: nadie tiene que estar en la cubierta para que lleguen los datos. Un operador de cartera puede vigilar la planta de chillers de cada emplazamiento desde un solo sitio y enviar un ingeniero solo cuando hay algo que merezca el viaje. Ese es el argumento detrás de la analítica BMS a nivel de cartera, y es por lo que la monitorización de condición escala mejor en un grupo inmobiliario que en un solo edificio.

La planta de chillers es donde las señales se recuperan más rápido

Los chillers son el candidato más fuerte en la mayoría de edificios comerciales. Son el ítem más caro de la sala de máquinas, su fallo es obvio para cada inquilino en una tarde calurosa, y el propio controlador del fabricante ya reporta temperaturas de approach de evaporador y condensador, sobrecalentamiento, amperios del compresor y conteos de ciclos.

Esas lecturas son señales de condición y de eficiencia a la vez. Un approach de condensador que sube apunta a tubos ensuciados, que es un hallazgo de mantenimiento. También significa que la máquina quema más kilovatios por unidad de refrigeración entregada, que es un hallazgo de coste. La optimización de planta de chillers y la monitorización de condición leen los mismos números con preguntas distintas en mente, y un programa serio plantea ambas.

El cortociclo es el ejemplo más claro. Un compresor que arranca y para repetidamente se desgasta rápido, y la causa casi siempre está en la secuencia de staging más que en la máquina.

Dónde encaja un sistema o software de monitorización de condición

Los sistemas de monitorización de condición en edificios son sobre todo software. Los sensores están en gran medida en su sitio. Lo que falta es la capa que los lee de forma continua, sabe cómo es lo normal para cada máquina y dice algo cuando lo normal se detiene. Esa brecha es lo que llena el software de monitorización de condición.

Ese es el trabajo que hace FrostLogic Explore. Lee puntos BMS existentes, datos de contadores de energía y feeds IoT, ejecuta detección de anomalías con seis métodos en lugar de una sola regla de umbral, pronostica con bandas de confianza para que una tendencia llegue con una declaración honesta de su incertidumbre, y devuelve una cola priorizada de lo que necesita atención. La salida es un conjunto priorizado de decisiones en lugar de otro dashboard que recordar abrir.

Explore es una capa de decisión, no un CMMS. No gestiona órdenes de trabajo, no guarda calendarios de PM, no rastrea repuestos ni despacha técnicos. Esos son trabajos reales y un CMMS los hace bien. Lo que Explore hace es averiguar qué activo debería generar la siguiente orden de trabajo, y dar la razón. Si la herramienta que necesitas es la que gestiona el trabajo en sí, hemos escrito por separado la categoría de software de mantenimiento predictivo.

La conclusión práctica es más pequeña de lo que a la mayoría de proveedores les gustaría. La mayoría de edificios pueden empezar la monitorización de condición con datos que ya poseen, y llegar a ese historial es una cuestión de integración más que de hardware.

¿Qué no te está contando tu edificio?

Cuéntanos qué intentas averiguar: un chiller que sospechas que deriva, una bomba que sigue fallando sin motivo obvio, planta a través de una cartera que no puedes ver desde donde estás. Escuchamos primero, luego te decimos claro si Explore ayuda. 30 o 60 minutos, tú eliges. Sin compromiso en ningún caso. Háblalo con nosotros.

Preguntas frecuentes

¿Qué es la monitorización de condición? Es la práctica de seguir el estado de un activo a través de sus señales de sensores para que la degradación se haga visible antes de que el activo falle. En un edificio significa observar bombas, ventiladores, chillers y sus motores mediante datos de vibración, corriente, temperatura, presión y horas de funcionamiento, comparando lo que hace una máquina ahora con lo que hacía cuando estaba sana.

¿En qué se diferencia la monitorización de condición del mantenimiento predictivo? La monitorización de condición es la medición. El mantenimiento predictivo es la decisión que sigue de ella. Puedes ejecutar monitorización de condición sin cambiar nunca un calendario de mantenimiento, y muchos edificios lo hacen, lo que desperdicia el esfuerzo. El mantenimiento predictivo sin datos de condición debajo es conjetura con un nombre mejor.

¿Es la monitorización basada en condición lo mismo que la monitorización de condición? En la práctica los dos términos se usan indistintamente y nadie te malinterpretará de ninguna forma. Donde se traza una distinción, la monitorización basada en condición describe la decisión de mantenimiento que sigue a los datos, es decir, el trabajo se dispara por la condición medida en lugar de por una fecha. La monitorización de condición describe más a menudo la medición en sí.

¿Qué datos o sensores necesita un sistema de monitorización de condición para empezar? Normalmente nada más allá de lo ya instalado. Datos de tendencia del BMS, lecturas de contadores, feedback de válvulas y dampers y horas de funcionamiento cubren la mayoría de activos del edificio. La vibración es la brecha habitual y el único caso en que merece la pena especificar sensores añadidos, típicamente acelerómetros inalámbricos en bombas y ventiladores críticos. Empieza con los datos existentes, encuentra dónde se quedan ciegos y entonces compra hardware para esos puntos.

¿Puede ejecutarse en remoto, u online a través de varios emplazamientos? Sí, y ahí es donde más se recupera. La monitorización de condición online transmite señales de forma continua en lugar de depender de un técnico que recorre una ruta con un analizador de mano, así que la monitorización remota de condición a través de una cartera no necesita a nadie en el sitio para que lleguen los datos. Alguien sigue apareciendo una vez confirmado el trabajo.

¿Sustituye esto a nuestro CMMS? No. Explore no gestiona órdenes de trabajo, calendarios de PM ni repuestos, y no despacha técnicos. Te dice qué activo necesita atención y por qué. Tu CMMS es donde se planifica, asigna y rastrea el trabajo resultante. Si la gestión de órdenes de trabajo es el problema que intentas resolver, un CMMS es la compra correcta y lo diremos.

¿Cuánto historial necesita un sistema de monitorización de condición antes de ser útil? El suficiente para cubrir las condiciones de operación que te importan, que en un edificio significa una temporada completa de calefacción y una de refrigeración para las líneas base más sólidas. Los hallazgos útiles empiezan antes. Comparar unidades idénticas entre sí, o una máquina contra su propio mes pasado, produce resultados en semanas.