Universidad Pública de Navarra



Año Académico: 2015/2016
Máster Universitario en Ingeniería Industrial por la Universidad Pública de Navarra
Código: 73022 Asignatura: Mantenimiento predictivo
Créditos: 3 Tipo: Optativa Curso: 2 Periodo: 1º S
Departamento: Ingeniería Mecánica, Energética y de Materiales
Profesorado:
PINTOR BOROBIA, JESUS MARIA (Resp)   [Tutorías ]

Partes de este texto:

 

Módulo/Materia

MODULO: Especialización en Mecánica (MEM)

MATERIA: Ingeniería Mecánica Avanzada (M4)

El Máster Universitario en Ingeniería Industrial de la Universidad Pública de Navarra se estructura en un Programa Formativo de 120 ECTS distribuidos a lo largo de 4 semestres. Los dos primeros (el primer curso) incluyen 60 ECTS de los módulos y materias establecidos como obligatorios por la Orden Ministerial CIN/311/2009. El tercer semestre, que es cuando se oferta e imparte esta asignatura, ofrece la posibilidad de cursar un Módulo de Especialización de 30 ECTS.

Esta asignatura se enmarca dentro de la Especialidad en Mecánica, en el "Módulo de Especialización Mecánica" (MEM) y formado parte de la materia de "Ingeniería Mecánica Avanzada" (M4). El módulo pretende intensificar la formación en tecnologías mecánicas de los ámbitos de la ingeniería mecánica aplicada y computacional, ingeniería térmica y de fluidos, ingeniería de materiales y fabricación, e ingeniería de diseño.

Subir

Descriptores

Palabras Clave: Vibraciones mecánicas, ruido, mantenimiento predictivo, diagnóstico y modos de fallo, monitorizado, análisis modal.

Todas las máquinas vibran debido a las tolerancias inherentes a cada uno de sus elementos constructivos. Estas tolerancias proporcionan a una máquina nueva una vibración característica básica respecto a la cual se pueden comparar futuras vibraciones. Máquinas similares funcionando en buenas condiciones tendrán vibraciones características similares que diferirán unas de otras principalmente por sus tolerancias de construcción.

Un cambio en la vibración básica de una máquina, suponiendo que está funcionando en condiciones normales, será indicativo de que algún defecto incipiente se está dando en alguno de sus elementos, provocando un cambio en las condiciones de funcionamiento de la misma. Diferentes tipos de fallos dan lugar a diferentes tipos de cambios de la vibración característica de la máquina, pudiendo ayudar a determinar tanto la fuente del problema, como advirtiendo de su presencia.

El análisis y monitorizado de vibraciones son dos de las herramientas más usuales para prevenir incipientes problemas mecánicos relacionados con los procesos de fabricación en cualquier planta productiva, no limitándose sólo a las máquinas rotativas. El primer objetivo de todo sistema de mantenimiento basado en el monitorizado de las condiciones de funcionamiento de las máquinas es evitar las paradas no programadas. Desde esta perspectiva, el monitorizado de los parámetros relacionados con el estado de las máquinas, puede permitir planificar las acciones correctivas de forma que se minimicen dichos tiempos muertos.

Subir

Competencias genéricas

Dentro del conjunto de competencias básicas previstas en el Máster, en esta asignatura se trabajan las siguientes:

  • CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
  • CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
  • CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
  • CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.

Dentro del conjunto de competencias generales previstas en el Máster, en esta asignatura se trabajan las siguientes:

  • CG1: Capacidad para aplicar los aspectos científicos y tecnológicos de métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.
  • CG2: Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
  • CG3: Dirigir, planificar y supervisar equipos multidisciplinares.
  • CG5: Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.
  • CG9: Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial.

Subir

Competencias específicas

Dentro del conjunto de competencias específicas previstas en el Módulo de Especialización en Mecánica, en esta asignatura se trabajan las siguientes:
  • CEM9: Capacidad de analizar/determinar el estado de funcionamiento de una máquina, sus necesidades de mantenimiento, fallos, y si el comportamiento está dentro de las especificaciones.
  • CEM10: Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas avanzadas (incluyendo simulaciones numéricas) para la resolución de problemas de alto nivel en el campo de la mecánica.
  • CEM11: Conocimiento y utilización de los métodos computacionales más habituales aplicados a la resolución de problemas de la ingeniería mecánica de carácter complejo.

Subir

Resultados aprendizaje

Al finalizar la asignatura, se espera que el estudiante sea capaz de:

  • Conocer e identificar diferentes modos de fallo de una máquina.
  • Conocer distintas herramientas de análisis de datos para la detección de fallo y la estimación de los parámetros de funcionamiento en máquinas.
  • Demostrar el conocimiento de los modos de fallo de una máquina para estimar el estado y otros parámetros relevantes del funcionamiento de una máquina.
  • Demostrar el conocimiento de las distintas herramientas de análisis para monitorizar el cambio con el tiempo del estado y parámetros relevantes de una máquina.

Subir

Metodología

Actividad formativa
Nº Horas presenciales
Nº Horas no presenciales
A-1 Clases expositivas/participativas
 15
 
A-2 Prácticas
 10
 
A-3 Actividades de aprendizaje cooperativo
 
 
A-4 Realización de proyectos en grupo
 1
 7
A-5 Lecturas de material
 
 5
A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 
 30
A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 4
 
A-8 Tutorías individuales
 
 3
 
 
 
Total
 30
 45

Subir

Relación actividades formativas-competencias/resultados de aprendizaje

Competencia
Actividad formativa
CB6: Poseer y comprender conocimientos que aporten una base u oportunidad de ser originales en el desarrollo y/o aplicación de ideas, a menudo en un contexto de investigación.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CB7: Que los estudiantes sepan aplicar los conocimientos adquiridos y su capacidad de resolución de problemas en entornos nuevos o poco conocidos dentro de contextos más amplios (o multidisciplinares) relacionados con su área de estudio.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CB9: Que los estudiantes sepan comunicar sus conclusiones y los conocimientos y razones últimas que las sustentan a públicos especializados y no especializados de un modo claro y sin ambigüedades.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 A-8 Tutorías individuales
CB10: Que los estudiantes posean las habilidades de aprendizaje que les permitan continuar estudiando de un modo que habrá de ser en gran medida autodirigido o autónomo.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CG1: Capacidad para aplicar los aspectos científicos y tecnológicos de métodos matemáticos, analíticos y numéricos en la ingeniería, ingeniería eléctrica, ingeniería energética, ingeniería química, ingeniería mecánica, mecánica de medios continuos, electrónica industrial, automática, fabricación, materiales, métodos cuantitativos de gestión, informática industrial, urbanismo, infraestructuras, etc.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 A-8 Tutorías individuales
CG2: Proyectar, calcular y diseñar productos, procesos, instalaciones y plantas.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CG3: Dirigir, planificar y supervisar equipos multidisciplinares.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-8 Tutorías individuales
CG5: Realizar la planificación estratégica y aplicarla a sistemas tanto constructivos como de producción, de calidad y de gestión medioambiental.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CG9: Conocimiento, comprensión y capacidad para aplicar la legislación necesaria en el ejercicio de la profesión de Ingeniero Industrial
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-8 Tutorías individuales
CEM9: Capacidad de analizar/determinar el estado de funcionamiento de una máquina, sus necesidades de mantenimiento, fallos, y si el comportamiento está dentro de las especificaciones.  A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 A-8 Tutorías individuales
CEM10: Que los estudiantes conozcan y sepan aplicar modelos teóricos y herramientas físicas y matemáticas avanzadas (incluyendo simulaciones numéricas) para la resolución de problemas de alto nivel en el campo de la mecánica.  A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-5 Lecturas de material
 A-6 Estudio y trabajo autónomo del estudiante
 A-7 Exámenes, pruebas de evaluación
 A-8 Tutorías individuales
CEM11: Conocimiento y utilización de los métodos computacionales más habituales aplicados a la resolución de problemas de la ingeniería mecánica de carácter complejo.
 A-1 Clases expositivas/participativas
 A-2 Prácticas
 A-4 Realización de proyectos en grupo
 A-8 Tutorías individuales

Subir

Idiomas

La asignatura se imparte en castellano, si bien parte de la bibliografía de referencia está publicada en inglés.

Subir

Evaluación

A lo largo del curso se plantearán diferentes actividades de evaluación continua. Dichas actividades incluirán pruebas de duración corta o tipo test, resolución de ejercicios propuestos, entrega de guiones de prácticas, discusión de casos o realización de trabajos en los que se apliquen los conocimientos teóricos adquiridos en la asignatura. El peso conjunto de todas esas actividades supondrá el 60% de la calificación final. Del conjunto de las actividades de evaluación continua señaladas:

  • Las pruebas de duración corta o tipo test tienen carácter recuperable y supondrán el 20% de la calificación final de la asignatura (la tercera parte del peso global de las actividades de evaluación continua).
  • La resolución de ejercicios propuestos y la participación en las prácticas y posterior entrega de los guiones, si es el caso, no tiene carácter recuperable y su peso en la nota final será del 20%.
  • La discusión de casos y realización de trabajos tampoco es recuperable y su peso en la calificación final será igualmente del 20%.

Al finalizar el semestre se realizará un examen escrito en el que se evaluará el nivel de adquisición de los resultados de aprendizaje previstos en la asignatura. Esta prueba tendrá un peso del 40% en la calificación final y tiene carácter recuperable.

La asistencia a las clases teóricas no es un requisito para superar la asignatura; sin embargo, la participación activa en las mismas puntuará de forma positiva, sumándose a la calificación final que se haya alcanzado a partir de las distintas actividades de evaluación.

Una vez completado el periodo lectivo del semestre, y en las fechas que disponga la ETSIIT, se realizará una prueba escrita de evaluación de recuperación para todos aquellos estudiantes que, habiendo intentado aprobar la asignatura a lo largo del semestre mediante la participación activa(*) en las distintas actividades de evaluación, no hayan alcanzado el aprobado.

(*) Para poderse presentar a la prueba de evaluación de recuperación, será requisito haberse presentado a todas y cada una de las actividades de evaluación con carácter recuperable y haber alcanzado una puntuación mínima de 2,00 en cada una de ellas, así como haber participado en el 75% de las prácticas que se propongan.

Subir

Contenidos

De acuerdo con la memoria verificada del Máster, los contenidos de la asignatura se agrupan en torno a los ámbitos fundamentales siguientes:
  • Formulación y métodos de solución de los problemas de estimación de parámetros cinemáticos y dinámicos en máquinas.
  • Formulación y métodos de solución de los problemas  de monitorización de parámetros cinemáticos y dinámicos en máquinas.
  • Modos de fallo de componentes en máquinas, acoplamientos, desequilibrios, fallos en rodamientos y engranajes, ...
  • Métodos de análisis de datos para la detección de fallo: Análisis en el dominio del tiempo, en el dominio de la frecuencia, Análisis de Fourier, Wavelets,...

Subir

Temario

1.1           Introducción.

1.2           Estrategias de mantenimiento.

1.3           Metodologías de monitorizado de las condiciones de funcionamiento.

1.3.1      Análisis de vibraciones.

1.3.2      Análisis de lubricantes.

1.3.3      Análisis del rendimiento.

1.3.4      Termografía.

1.4           Análisis de vibraciones para el mantenimiento predictivo de máquinas.

1.4.1      Beneficios frente a otras metodologías.

1.4.2      Monitorizado permanente vs intermitente.

1.5           Instrumentos para la medida de vibraciones. Transductores de vibración

1.5.1      Sondas de desplazamiento.

1.5.2      Transductores de velocidad.

1.5.3      Acelerómetros.

1.5.4      Técnicas de montaje.

1.5.5      Vibrómetro.

1.5.6      Analizador de vibraciones.

1.6           Parámetros para la monitorización de maquinaria de producción.

1.6.1      Máquinas rotativas.

1.6.2      Máquinas con movimiento alternativo.

1.6.3      Máquinas con movimiento lineal.

1.7           Dinámica de máquinas.

1.7.1      Cojinetes.

1.7.1.1      Rodamientos.

1.7.1.2      Cojinetes de casquillo.

1.7.2      Engranajes.

1.7.3      Alabes y palas.

1.7.4      Correas de transmisión.

1.7.5      Velocidades de funcionamiento: nominales y críticas.

1.7.5.1      Velocidades críticas.

1.7.6      Modo o forma de operación.

1.7.7      Resonancia.

1.7.8      Precargas y cargas inducidas.

1.7.9      Variables de proceso.

1.8           Causas más comunes de fallo.

1.8.1      Desequilibrio.

1.8.2      Desalineamiento.

1.8.3      Falta de apriete en elementos de unión.

1.8.4      Desgaste mecánico.

1.9           Monitorizado de máquinas de producción.

1.9.1      Motores eléctricos.

1.9.2      Cajas de cambio.

1.9.3      Ventiladores y soplantes.

1.9.4      Compresores.

1.9.5      Generadores.

1.9.6      Bombas.

1.9.7      Líneas de proceso continuo.

1.10       Técnicas de análisis y procesado de señal.

1.10.1  Datos en banda ancha.

1.10.2  Datos en banda estrecha.

1.10.3  Análisis de las causas raíces de fallos.

1.11       Desarrollo de bases de datos.

1.11.1  Frecuencia de adquisición de datos.

1.11.2  Parámetros de análisis.

1.11.3  Análisis de límites operativos.

1.11.4  Límites de alarma.

1.12       Puesta en marcha.

1.12.1  Programa de mantenimiento.

1.12.2  Tendencias.

Subir

Bibliografía

Acceda a la bibliografía que el profesorado de la asignatura ha solicitado a la Biblioteca.


Bibliografía básica

-          En el campo de las vibraciones mecánicas

  • Rao, S.S., Mechanical Vibrations, Prentice Hall, 5th edition, 2010
  • Tongue, B.H., Principles of Vibration, 2nd edition. Oxford University Press, 2002

-          En el campo del mantenimiento predictivo

  • Mobley, R.K., Maintenance Fundamentals, 2nd edition. Butterworth-Heinemann, 2004
  • Randall, R.B., Vibration-based condition monitoring. Industrial, Aerospace and Automotive Applications. Wiley, 2011

Bibliografía complementaria

-          En el campo de las vibraciones mecánicas (puede haber ediciones actualizadas)

  • Gatti P.L., and Ferrari, V., Applied Structural and Mechanical Vibrations. Theory, Methods and Measuring Instrumentation. E & FN Spon (Taylor & Francis Group)
  • Meirovitch, L., Elements of Vibration Analysis, 2nd edition. McGraw-Hill
  • Meirovitch, L., Principles and Techniques of Vibrations. Prentice-Hall
  • Inman, D. J., Engineering Vibration. Prentice-Hall
  • Newland, D.E., Vibraciones Aleatorias y Análisis Espectral. Editorial AC
  • Kelly, S.G., Fundamentals of Mechanical Vibrations. McGraw-Hill
  • Kelly, S.G., Theory and Problems of Mechanical Vibrations. Schaum’s Outline Series McGraw-Hill
  • Harris C.M., Shock and Vibration Handbook, 4th edition. McGraw-Hill
  • Dimarogonas, A., Vibration for Engineers, 2nd Edition. Prentice Hall

-          En el campo del mantenimiento predictivo (puede haber ediciones actualizadas)

  • Lipovszky, G., Sólyomvári, K. and Varga, G., Vibration Testing of Machines and their Maintenance. Elsevier
  • Higgins, L.R., Maintenance Engineering, 5th Edition. McGraw-Hill
  • Eisenmann, R.C. and Eisenmann, R.C. Jr., Machinery Diagnosis and Correction. Vibration Analysis and Troubleshooting for the Process Industries. Prentice Hall
  • Navarro, L., Pastor, A.C. y Mugaburu, J.M., Gestión Integral de Mantenimiento. Marcombo
  • Rao, B.K.N., Handbook of Condition Monitoring. Elsevier

Subir

Lugar de impartición

Aulario del Campus de Arrosadia, en Iruña.

Subir