Quello che, per decenni, gli esperti di analisi delle vibrazioni hanno fatto e fanno tuttora, quando si manifesta una anomalia su un impianto, è rilevare le vibrazioni in più punti ed in varie direzioni per ottenere, principalmente, due cose: la forma d’onda della vibrazione nel tempo e lo spettro FFT dell’onda acquisita.
Ricavati questi dati e completati con eventuali altre informazioni come l’angolo di fase tra due o più misure, inizia il processo di analisi da parte del tecnico, per diagnosticare la probabile anomalia ed iniziare le verifiche in campo. A seconda di come si presenta l’analisi, anche in riferimento al tipo di tecnica di misura adottata, ecco che il tecnico è spesso in grado di ipotizzare la causa e guidare alla risoluzione del problema.
Ma non sempre.
Per analisi più difficili può essere necessario ricorrere a raccolte dati più articolate, che rilevino i movimenti di un macchinario in numerosi punti.
Queste misure devono poi essere inserite in un programma di calcolo in grado di simulare quello che succede davvero, in quella che si chiama analisi ODS (Operational Deflection Shape). Tutto questo, spesso, si scontra con la realtà di macchine complesse, di opinioni ed esperienze diverse da parte dei tecnici e di tutte le complessità che una analisi in un ambiente industriale comporta. Ma se un giorno potessimo “vedere” come il nostro sistema si muove per davvero?
Se la cosa può sembrare un po’ fantascientifica e poco realistica, sappiate che oggi questo desiderio improbabile è diventato possibile. Stiamo parlando della tecnologia del Motion AmplificationTM, che è stato lanciato in modo prepotente ed efficace sul mercato dalla società americanaRDI Technologies.
Questa società ha sviluppato, per prima al mondo, su larga scala e perfettamente funzionante, un sistema che utilizza una telecamera ad alta velocità ed è in grado di percepire le più piccole variazioni impercettibili di luce che ciascun pixel dell’immagine riflette quando vibra.
Semplificando al massimo la descrizione che gli algoritmi RDI Technologies è stata in grado di creare, il sistema raccoglie queste micro variazioni indotte dal movimento e le analizza, per eseguire l’analisi delle vibrazioni.
In pratica, invece di valutare la vibrazione di un accelerometro, il sistema valuta la vibrazione della luce ricevuta da ciascun pixel e ne effettua una analisi di forma d’onda e di spettro. Una volta valutate tali vibrazioni, il sistema le restituisce “amplificate”, rendendole quindi visibili di punti, il Motion AmplificationTM permette di valutare le vibrazioni di una macchina o di una struttura semplicemente guardandole!
Se già questo può sembrare incredibile, il sistema è in grado di fare molto di più, perché la vibrazione rilevata può essere “filtrata”, scomponendola nelle frequenze di interesse che mostrano picchi importanti nello spettro FFT.
Una volta filtrato, il movimento del macchinario relativo “solamente” alla vibrazione selezionata può essere amplificato. Diventa quindi possibile “separare” ciascun picco di vibrazione dagli altri e vedere con i propri occhi cosa questo determini e, soprattutto, da dove possa nascere il problema.
Il sistema Motion AmplificationTM è costituito quindi da una telecamera ad alta velocità collegata ad un personal computer, su cui viene installato il software di acquisizione ed analisi. A corredo vi sono lenti di ricambio, sia di tipo grandangolare che teleobiettivo, in funzione della distanza di analisi e della dimensione dei macchinari o delle strutture da analizzare.
Ovviamente, essendo un sistema basato sulla “vibrazione della luce”, non possono mancare lampade a luce continua per illuminare adeguatamente i punti da analizzare. Gli esempi di applicazione di un sistema diagnostico così potente sono innumerevoli e tutti da scoprire ma, principalmente, si tratta di uno stupefacente metodo per facilitare la “root cause analysis” e rendere subito evidente quale è la strada migliore da percorrere. Se oggi, di fronte ad un grafico, le opinioni possono essere varie e diverse ed un difetto può essere attribuito ad una causa piuttosto che ad un’altra, “vedendo” il movimento tutto diventa più chiaro. Possiamo valutare con i nostri occhi come si comportano due alberi mal allineati, piuttosto che un basamento non sufficientemente rigido o non ben fissato a terra.
Diventano subito identificabili problemi di risonanza o di debolezza strutturale, ma anche fenomeni di tipo fluidodinamico che influenzino le tubazioni. Essendo un sistema che non richiede contatto, visualizzare macchinari poco accessibili o in quota, come anche verificare strutture, passerelle e soppalchi, diventa possibile. Soprattutto, poiché il Motion AmplificationTM è principalmente un “misuratore di spostamenti” e gli spostamenti sono meglio rappresentativi dei fenomeni alle basse frequenze, questo metodo diventa ineguagliabile per l’analisi di vibrazioni strutturali, dove le frequenze sono solitamente molto basse.
Ma come si esegue una analisi di Motion AmplificationTM?
I passi sono effettivamente particolarmente semplici, nel senso che il tecnico deve posizionare la telecamera (ne esistono di due modelli - uno standard, adatto alla maggior parte delle acquisizioni ed uno ad altissima velocità, specifico per applicazioni particolari, ove si debbano rilevare frequenze molto elevate),sul suo cavalletto, di fronte al macchinario da analizzare. Se l’illuminazione è sufficiente, basta collegare il computer di acquisizione ed il gioco è fatto. Viceversa, in caso di luce insufficiente, il tecnico posizionerà delle lampade per rendere la ripresa video più dettagliata. I dati che verranno inseriti saranno pochi, nel senso che il tecnico in campo imposterà fino a quale frequenza massima vorrà ottenere una misura di vibrazione (la cosiddetta Fmax), il tipo di lente installata sulla telecamera, la distanza di ripresa (fondamentale per misurare gli spostamenti) ed il tempo di acquisizione.
Inserito questo, il gioco è fatto.
Il sistema è in grado di analizzare in tempo reale i video acquisiti e dare immediatamente la forma d’onda e lo spettro di vibrazione di praticamente ogni punto significativo dell’immagine.
I video possono essere visualizzati direttamente in campo, in modo che i tecnici di manutenzione
possano intervenire immediatamente o, in ogni caso, possano verificare in campo le azioni da eseguire per correggere le anomalie.
Se quindi un bullone dei tanti appare serrato insufficientemente, basterà intervenire solo su quello individuato. Ugualmente, se un giunto apparirà disallineato o un basamento apparirà danneggiato o non sufficientemente rigido, sarà subito chiaro a tutti come intervenire. Tutto questo senza bisogno di eseguire centinaia di misure ed una modellazione numerica di ODS.
Se questa non è una rivoluzione epocale nel campo delle vibrazioni, come altro dovremmo chiamarla?
Situata a Brescia, DarkWave Thermo è Distributore Ufficiale Esclusivo e Service Provider per i sistemi IRIS-MTM e IRIS-MXTM in Italia e Svizzera. L’azienda è specializzata in Termografia, analisi Cuscinetti e Vibrazioni, Motion AmplificationTM, Ultrasuoni, Controllo Scariche Parziali, Motor Testing, Allineamento di precisione ed Equilibratura dinamica di rotori. www.darkwavethermo.com
