«Alexa: ¿Cómo pueden los productos inteligentes redefinir el mantenimiento de los pernos?»
Michael Reiterer cofundó Revotec como consultora internacional con experiencia en el campo de la dinámica estructural y la supervisión de la salud estructural.
Desde 2014, la empresa tiene la misión de alcanzar un estatus en el desarrollo de productos inteligentes para estructuras de ingeniería. «Ya nos hemos creado una reputación por analizar las vibraciones y prevenir los daños por fatiga», afirma Michael. Revotec utiliza software para realizar cálculos dinámicos y evaluar el impacto de, por ejemplo, las vibraciones de los puentes ferroviarios debido al paso de trenes.
Esta capacidad dio como resultado un contrato con la empresa ferroviaria austriaca ÖBB en 2016. Se encargó a Revotec investigar el impacto de las cargas aerodinámicas en las barreras acústicas del ferrocarril.
Más concretamente, Michael recuerda que «querían saber cómo se ven afectadas las fijaciones cuando pasan trenes a alta velocidad, cómo cambia la vida útil de los elementos de sujeción cuando se pierde la fuerza de precarga y si es posible supervisar de manera continuada la precarga de esos elementos de fijación».
La carga aerodinámica es la fuerza que actúa sobre las barreras acústicas cuando pasan los trenes. Su amplitud depende de la velocidad deltren, la forma, la altura de la barrera y su distancia desde el eje de la vía. Es una onda de presión que forma una amplitud máxima en fracciones de segundo, creando una carga de choque que provoca daños por fatiga en la estructura de acero de la barrera acústica.
Por desgracia, la creciente velocidad de los trenes a principios de la década de 2000 ha exacerbado este problema. Por debajo de 160 km/h no hay ningún problema, pero Michael nos dice que «los trenes alemanes y austríacos normalmente superan esta velocidad, y algunos incluso superan los 300 km/h». Las barreras acústicas también se han elevado a seis o siete metros, multiplicando el impacto de las vibraciones dinámicas.
Investigación y desarrollo
«Nuestro principal reto ha sido supervisar de forma continuada la fuerza de precarga de los elementos de fijación», añade Michael. Revotec emplea a un pequeño equipo de ingenieros mecánicos, eléctricos y civiles graduados. Joachim Muik es uno de ellos, dedicado a un proyecto de investigación de cuatro años que desarrolla dos prototipos para la detección de la precarga en pernos, el REVO m-Bolt y el REVO e-Bolt.
Joachim descubrió que la supervisión continua que ÖBB buscaba era un reto particular y nos comenta que «hay una gran cantidad de conocimientos detrás de la ingeniería de una tuerca o un perno que realmente puede medir la fuerza de la precarga, pero es mucho más difícil conectar internet a ese perno».
¿La solución ya existía?
La actividad principal de Revotec es la consultoría, por lo que, por muy ávido de innovación que esté Michael, nunca pondría en peligro la búsqueda del socio adecuado con el que colaborar.Además de su propio desarrollo, Michael oyó hablar del tensionador con sensor de carga Superbolt(LST), la solución industrial 4.0 de Nord-Lock Group para la supervisión continua de la precarga, gracias a un contacto con Thomas Schardax, ingeniero de ventas de Nord-Lock Group en Austria.
Tras mantener varias conversaciones y una reunión para compartir conocimientos en la oficina de Nord-Lock Group en Lauchheim,Alemania, ambas partes acordaron abordar juntos el problema de ÖBB.Al principio, Joachim se sorprendió de que LSTSuperbolt no pareciera una tuerca convencional, pero rápidamente vio el beneficio de la instalación.
Los tensionadores mecánicos multitornillo (MJT) Superbolt asumen los requisitos de precargas altas, dividiéndolos entre los tornillos presentes en el cuerpo de la tueca a los que se aplicará un par más manejable. Por ejemplo, para apretar un perno M16 normal a 80kNdeprecarga,necesitaríaunparde aprietede200Nm. Joachimafirmaque con«LST Superbolt solo se necesitaban 12 Nm en cada uno de sus multiples tornillos (jackbolts), lo que significaba que podía subirme a una escalera y trabajar en espacios reducidos».
El futuro de la supervisión de la precarga
La instalación es sencilla, pero la principal innovación es cómo las tecnologías inteligentes completaron este proyecto. Pierre Kellner, desarrollador de negocios para productos inteligentes de Nord-Lock Group, junto con su compañero Damien Thomas de Lyon y su socio Lisab de Gotemburgo, apoyó a Joachim durante la primera instalación a través de una retransmisión remota en directo desde sus mesas de trabajo, a cientos de kilómetros de distancia.
«A pesar de las restricciones para viajar, las gafas inteligentes Microsoft HoloLens de Joachim nos brindaron una vista de realidad aumentada para que pudiéramos 'estar allí' sobre el terreno con Joachim. Nunca antes había instalado un MJT Superbolt, y mucho menos nuestras soluciones inteligentes, pero con esta conexión pudimos ser su 'ojos', dejándole las manos libres para hacer eltrabajo. El hecho de grabar todo también elimina la necesidad de tomar notas», comenta Pierre.
Una vez instalado, el LST Superbolt proporciona una lectura precisa, remota y continua de la precarga que se puede ver desde una interfaz web, en cualquier parte del mundo.
«Gracias a esta tecnología, podemos establecer niveles de activación que informan automáticamente a los clientes cuando la precarga ha caído por debajo de un límite predefinido», explica Michael.
«También detectamos una pérdida en la precarga en el plazo de las 72 horas posteriores al primer apriete, luego otra pérdida de precarga al cabo de un año de supervisión», continúa. Con esta información, los usuarios de LST Superbolt como ÖBB pueden establecer los intervalos óptimos para el reapriete y el mantenimiento de los pernos, una información muy valiosa para una empresa como Revotec especializada en ayudar a los clientes a evitar daños por fatiga en sus infraestructuras.
¿Cuál es el potencial de las herramientas digitales en la industria?
«Es extremadamente alto», afirma Michael, quien cree que el mantenimiento predictivo será cada vez más importante para las empresas industriales y de infraestructuras. Parte de la visión de Revotec es que el registro de datos se puede realizar sin cables ni alimentación eléctrica: en lugar de eso, el propio tren registra los datos de todos los productos inteligentes a lo largo de las vías férreas y se los envía a una base de datos central para que los operadores del tren planifiquen los programas de mantenimiento.
Joachim añade que «las oportunidades son infinitas, da igual que se trate de una barrera acústica con elementos de fijación simples o una aplicación de alto nivel, como una turbina, o aplicaciones presurizadas: esta tecnología se puede aplicar en cualquier sitio».
«Creo que, de la misma manera que ahora nos conectamos a aplicaciones domésticas como televisores, calefacción y aspiradoras, las industrias harán lo mismo con las conexiones remotas a componentes críticos».
El hecho de no tener que estar allí facilita la vida y, al mismo tiempo, se consigue un mayor control sobre el mantenimiento.