Mantenimiento Industrial: Fiabilidad, Disponibilidad y Tipos

Mantenimiento Industrial

Objetivo

Garantizar el correcto funcionamiento de las instalaciones, equipos y componentes, así como el buen estado de conservación de una instalación industrial, con los siguientes objetivos:

• Reducir y evitar fallos en el sistema y accidentes.
• Disminuir las consecuencias y los daños de los fallos inevitables.
• Evitar paradas del ciclo productivo.
• Garantizar el buen estado de las instalaciones.
• Reducir costes.
• Recoger la información de la actividad para su gestión.

Incidencias

Interrupciones imprevisibles que provocan una parada de la máquina o producción y necesitan una actuación inmediata.

Fiabilidad

Probabilidad de que un equipo o máquina funcione correctamente un determinado tiempo y en unas condiciones operativas adecuadas.

• Rt (fiabilidad) = 1 – Ft (fallo)
• At (tasa instantánea de fallos) = Ft / Rt

Mantenibilidad

Es la capacidad de un elemento de ser recuperado para el servicio después de realizar la tarea de mantenimiento requerida.

Factores que influyen en la mantenibilidad:

• Factores personales: Ligados al personal de mantenimiento que realiza la reparación (experiencia, habilidad, motivación, cansancio).
• Factores derivados del propio fallo: Cómo se ha producido, estado y condición de los elementos, consecuencias en otros elementos, geometría, accesibilidad.
• Factores ambientales: Temperatura, ruido, iluminación.

Disponibilidad

Probabilidad de que un equipo esté operativo para usarlo cuando se necesite. El equipo no debe presentar fallos o solo los inevitables, que serán reparados en el menor tiempo posible.

• Disponibilidad = (tiempo calendario – tiempo pasado) / tiempo calendario
• Confiabilidad = piezas que no fallaron / piezas totales

Curva de la Bañera

• Fase 1. Juventud: Se producen más fallos de los esperados debido a problemas de fabricación, diseño o ajuste. Luego, los fallos se estabilizan.
• Fase 2. Madurez: Fallos aleatorios y la tasa de fallos es constante. Se llama periodo de vida eficiente del equipo.
• Fase 3. Envejecimiento: Los componentes del equipo empiezan a deteriorarse y a producirse más fallos de los esperados.

MTBF (Mean Time Between Failures)

Tiempo medio entre fallos. Inversa de la tasa de fallos. Durante este periodo, el equipo no siempre está operativo; tras el fallo, necesita una reparación.

• MTBF = MTTR + MTTF
• Tasa de fallos = 1 / MTBF

MTTF (Mean Time To Failure)

Tiempo medio hasta el fallo. Se utiliza como el tiempo en que el equipo está operativo entre fallos, es decir, el tiempo de funcionamiento.

• MTTF = MTBF - MTTR

MTTR (Mean Time To Repair)

Tiempo medio de reparación. Es la inversa de la tasa de reparación.

• MTTR = Tiempo de reparación / nº fallos
• Disponibilidad = Tiempo operativo / Tiempo Total = MTTF / MTBF

Tipos de Mantenimiento

• Correctivo: Reparación del fallo cuando aparece.
• Preventivo: Sustitución de piezas en función de su uso.
• Predictivo: Inspección y sustitución de piezas en función de su estado.
• Mantenimiento Productivo Total (TPM): Visión global del mantenimiento que implica a otras áreas y, en especial, a todo el personal de producción. Calidad, seguridad, medio ambiente.

Políticas de Mantenimiento

• De sustitución a intervalo fijo: Los elementos susceptibles de fallo se sustituyen de manera periódica independientemente de su estado (mantenimiento preventivo). Se aplica cuando el coste de sustitución es menor que el del fallo y la reparación.
• De sustitución según condición: El elemento se reemplaza en función de su estado de deterioro. Implica verificaciones periódicas de los elementos (mantenimiento predictivo).
• De operación hasta el fallo: Supone permitir que el elemento agote su vida útil real. No se intenta evitar el fallo (mantenimiento correctivo). Se aplica en situaciones en las que el fallo es inevitable.
• De oportunidad: No vienen determinadas por las necesidades de mantenimiento, sino que se producen de acuerdo con acciones de mantenimiento sobre otros elementos. Se aplican a elementos de difícil sustitución, sistemas en funcionamiento continuo, sistemas con elevados costes de no disponibilidad.
• De mantenimiento modificativo: Actúa sobre las causas que provocan el fallo. Se solucionan modificando el elemento que los produce. Son claves el flujo de información entre departamentos y el análisis de los datos de mantenimiento.

Redundancia

Para estudiar la fiabilidad hay que estudiar las dependencias entre elementos:

• Serie: Un fallo provoca el fallo total del sistema.
• Paralelo: El fallo solo afecta a la rama en la que se encuentra y no al resto.

Para evitar la interrupción del funcionamiento en el caso de producirse un fallo, existe la redundancia, que consiste en añadir elementos redundantes en paralelo. Si un elemento falla, otro asume la función del elemento que ya no está operativo, siendo el elemento nuevo uno igual o equivalente.

• Activa: Todos los elementos funcionan simultáneamente o están operativos todo el tiempo.
• Secuencial o en Stand-by: El elemento redundante no está operativo hasta que el otro deja de funcionar.