Los boroscopios modernos, también denominados videoscopios —debido al uso de sensores de imagen—, están potenciando la eficiencia y mejorando la investigación en la industria automotriz.
Es posible nombrar el ejemplo del Instituto de Sistemas Avanzados de Propulsión Automotriz (IAAPS), en donde los ingenieros usan equipamiento constituido por boroscopios especializados de Olympus para llevar a cabo inspecciones visuales en motores de combustión interna (ICE) y otros subsistemas motopropulsores, como parte de los proyectos de investigación y ensayo.
El Dr. Andrew Lewis, ingeniero principal, y el Dr. Karl Giles, ingeniero sénior, del IAAPS recientemente han hablado sobre los beneficios clave y la importancia de usar boroscopios en la investigación y el desarrollo de motores de automoción. La entrevista se detalla a continuación:
P: Cuéntenos sobre la asociación entre IAAPS y Olympus (ahora EVIDENT).
Andrew Lewis: Al inicio se estableció una relación habitual entre proveedor y cliente. En ese entonces, se contaba con un tipo distinto de instrumento visual proveniente de otra empresa, cuya versión era mucho más básica y los resultados de las imágenes obtenidas eran deficientes. Uno de nuestros clientes del sector automotor recomendó a Olympus y hemos estado usando su boroscopio desde noviembre de 2020.
Se ha trabajado en estrecha colaboración con Bayard y el equipo de Olympus para conocer la aplicación apropiada del sistema y cómo obtener los mejores resultados a partir de este tipo de inspección en las investigaciones y ensayos que se llevan a cabo [en el instituto]. Desde la perspectiva de Olympus, es valioso comprender cómo un centro de investigación, como el IAAPS, usa su boroscopio en espacios pequeños y confinados, como las cámaras de combustión de los motores de automóviles de pasajeros. Y, hasta ahora, nuestra asociación ha sido muy fructífera.
P: ¿Cómo se aplica la inspección por boroscopios dentro del IAAPS y en sus proyectos de investigación?
Andrew Lewis: Un boroscopio es un dispositivo óptico remoto diseñado para asistir en la inspección visual de cavidades angostas y difíciles de alcanzar. Consiste en una sonda delgada y flexible, dotada de un cabezal articulable en un extremo, que alberga la lente y el sensor de imagen, más un control remoto para controlar la posición del cabezal articulable en el extremo opuesto. Es un instrumento dotado de muchas capacidades. Y, el usuario tiene la opción de instalar una variedad de lentes orientadas hacia adelante o hacia los lados, según los requisitos de la inspección que se ejecuta.
Nuestra sonda presenta 4 mm de diámetro, por lo que es posible acceder a lugares realmente difíciles de alcanzar dentro de un motor. La naturaleza de nuestro trabajo conlleva a menudo a sobrepasar los límites del motor, por lo que no es raro que las piezas se rompan o se desgasten más rápido de lo normal. El boroscopio de Olympus nos permite observar lo que sucede dentro de un motor y detectar cualquier daño o desgaste antes de que ocurra una falla catastrófica.
Karl Giles: El boroscopio es usado mayoritariamente en la inspección de rutina de motores de combustión interna. El uso de un boroscopio para este propósito es una práctica bastante estándar; sin embargo, es raro que los motores fuera de la generación de energía y la aviación se inspeccionen de esta manera. Los motores con los que se trabaja son diminutos en comparación con los que se utilizan en la generación de energía; esto hace que sea mucho más difícil conseguir las tomas de interés porque se trabaja en espacios mucho más angostos.
Aparte de las cámaras de combustión de gasolina y diésel, también hemos usado el boroscopio para inspeccionar turbocompresores, sistemas de postratamiento de diésel, como también el pozo negro y los elementos de calefacción de nuestro nuevo anillo de forma cilíndrica. ¡Básicamente, cualquier lugar que sea difícil de alcanzar evitando un desmontaje significativo!
Videoscopio IPLEX™ GX/GT de Olympus
P: ¿Cuáles son los beneficios del equipamiento boroscópico?
Karl Giles: Hemos aprendido mucho usándolo. Por ejemplo, los resultados de nuestras inspecciones nos han llevado a tomar medidas de moderación para corregir ciertos efectos indeseables, evitar que empeoren o guiar los tipos de ensayos a ejecutarse posteriormente. En esencia, nos ayuda a identificar problemas en una etapa temprana y tomar medidas correctivas antes de que se dañe algo. La calidad de la imagen es excelente y la necesidad por una resolución más alta nunca se ha prestado a mayor atención. El juego de accesorios también es bastante completo, aunque a decir verdad usamos un mínimo de accesorios.
Andrew Lewis: La inspección boroscópica suma un aspecto visual significativo a nuestra investigación y permite responder por qué los datos resultantes de los ensayos tienen un aspecto diferente o por qué suceden ciertos fenómenos que no se anticipan. Siempre existe una evidencia que nos ayuda a comprender mejor nuestros hallazgos. Sin [este equipamiento], solo se tiene acceso a valores numéricos que salen de nuestros sensores de temperatura y presión, etc. Sin embargo, usar el boroscopio brinda una indicación visual y facilita la interpretación de los resultados.
Asimismo, se alcanzan ganancias significativas en términos de eficiencia y ahorro de costos (Esp. costes) mediante el uso de este tipo de inspección interna. Tomo como ejemplo el caso típico donde se requiere mirar dentro de la cámara de combustión. Para hacerlo sin el boroscopio, tendría que quitar físicamente la parte delantera del motor, desmontar todos los sistemas, quitar la cabeza del cilindro (o culata), etc. Lo más rápido que podría hacerse usando herramientas especializadas, además de reconstruir el motor, es dos días. Esto significa dos días de inactividad para ese motor. Sin embargo, [el boroscopio] nos permite observar y terminar en una hora. Es un gran ahorro de tiempo en comparación con dos días echados a perder y posiblemente sin resultado alguno.
P: ¿Qué sentido tiene esta colaboración para Olympus?
Bayard Morales: Para nosotros, la parte más interesante es ver cómo se utiliza el equipamiento boroscópico en la inspección de motores dentro de un ambiente de investigación como el IAAPS. Es posible aprender cómo funciona para dicha aplicación, lo que no es posible, y hacer cambios consecuentemente. Al final, la idea detrás del boroscopio es muy simple: visualizar una parte de la maquinaria sin tener que desmontarla. Sin embargo, agrega mucho valor al proceso de investigación.
Olympus no es el único proveedor de este tipo de dispositivos, pero podemos decir que lidera el mercado. Nos esforzamos por mejorar y trabajar codo con codo con nuestros clientes para que saquen el máximo partido de nuestros productos. Nos enfocamos en la calidad de la imagen porque, al final del día, nuestros clientes necesitan recopilar imágenes de alta resolución del interior de las piezas y tomar decisiones basadas en sus hallazgos. Por ende, conservar esta colaboración con los ingenieros del IAAPS y sus comentarios es extremadamente valioso para nosotros.
P: La colaboración entre el IAAPS y Olympus ha dado como resultado una guía de mejores prácticas. ¿Puede proporcionarnos más detalles?
Bayard Morales: Me di cuenta que al suministrar el kit al IAAPS, no existía una guía extensa sobre cómo usar el boroscopio para esta aplicación precisa. Puesto que el IAAPS posee el conocimiento justo sobre los motores y nosotros el de los boroscopios, se pensó que podría ser una buena idea comenzar a trabajar en una guía de mejores prácticas.
Pasé una tarde en las instalaciones del IAAPS y junto con los ingenieros analicé exactamente la forma de uso que se aplica. De ello, tomé videos y notas, que formarán la base para un breve manual. El objetivo inicial era capacitar a mis propios colegas. No obstante, es igual de útil para el IAAPS, ya que cualquier miembro del personal que inicie podrá familiarizarse rápidamente con el equipamiento; quiere decir que puede ser compartido entre nuestras organizaciones.
Karl Giles: Por el momento, no se cuenta con instrucciones formales, y la información se transmite a través de demostraciones. Por ende, sería excelente elaborar un documento guía o un recurso didáctico que podamos asignar durante la capacitación de nuestros colegas. Hasta ahora, hemos recibido comentarios muy positivos provenientes de nuestros clientes sobre los resultados de las inspecciones y la claridad de nuestras fotos. Esto es obviamente mérito de Olympus y su equipo, pero también de Bayard y el apoyo recibido. Estoy seguro de que la guía de mejores prácticas reforzará este aspecto y podremos seguir desarrollando nuestras capacidades.
Andy Lewis: Seamos honestos, contar con uno de estos boroscopios es una gran inversión. Por lo tanto, no se querrá usarlo indebidamente, ya que los costos (Esp. costes) de reparación son muy elevados. Existen muchos factores a considerar para garantizar el funcionamiento seguro del boroscopio (p. ej., la temperatura del motor), por lo que sería muy beneficioso tenerlos todos en un sólo dispositivo.
Válvulas en primer plano usando un equipamiento boroscópico de Olympus
Imagen sinóptica de un pistón capturada con un equipamiento boroscópico de Olympus
P: A medida que se avanza hacia la electrificación, ¿seguirán siendo relevantes las inspecciones boroscópicas?
Karl Giles: Sí, lo creo. Los componentes transformados de trenes de potencia, como las cajas de cambios y las transmisiones, se presentarán de forma muy similar, independientemente de si están siendo impulsados por un motor eléctrico o de combustión interna. En un entorno R como el de nosotros, siempre se obtendrá un beneficio al poder inspeccionar estos subsistemas sin desmontarlos. Aún no se ha acumulado mucha experiencia con respecto al uso del boroscopio dentro de este contexto, pero a medida que la demanda crezca se verá un aumento de su trabajo en el proyecto relativo a los sistemas de trenes de potencia electrificados en las nuevas instalaciones del IAAPS.
Andy Lewis: Sí, las transmisiones siempre van a estar presentes. Incluso si los motores de combustión interna desaparecen, las cajas de cambios y las transmisiones tienen que funcionar todavía con máquinas eléctricas, por lo que se establecerá un requisito para las inspecciones internas. Por ejemplo, en relación con la maquinaria eléctrica, la inspección boroscópica podría permitir la visualización física del interior de un motor a fin de examinar los arrollamientos en busca de daño térmico.
A medida que los motores eléctricos ganen más potencia, la gestión térmica será más complicada en el entorno con las galerías de refrigeración integradas, etc. Por lo tanto, la inspección podría implicar la verificación de cualquier residuo por fugas del refrigerante o fugas del aceite dentro del motor. Siempre existirá la necesidad de ver el interior de un componente sin alterarlo. De esa manera, podrá estar seguro de que lo que se está viendo no es el resultado del proceso de desmontaje. Cuantas más preguntas pueda responder sin interrumpir todo el sistema, mejor.
Hoy en día, todos buscan eficiencia. Y, encima, el costo de operar una instalación para trenes de potencia es muy alto. Si se usa un día para desmontar y volver a montar, es una pérdida enorme. Por tanto, si se hace esto todas las semanas porque se interrumpe e inspeccionan componentes, todo eso suma. Si se puede minimizar ese tiempo a una media hora, ya que se coloca una cámara allí, pues los boroscopios se pagarán solos en un par de semanas de ensayos.
Propulsar la innovación en la investigación y los ensayos de automoción con boroscopios
Los equipos de investigación y desarrollo de la industria automotriz estudian la forma de acelerar el ritmo de la innovación e impulsar la industria. Esta entrevista demuestra cómo los boroscopios modernos pueden mejorar el entorno R de la automoción a través de imágenes de alta calidad e inspecciones eficientes.
Publicación bajo el permiso del IAAPS. Ver la historia original aquí.
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