Efectividad del mantenimiento y de las pruebas

El envejecimiento se define como la degradación constante que sufren los equipos en el transcurso del tiempo debido a las condiciones de funcionamiento, incluidas la explotación normal y los transitorios. El grado de envejecimiento de los equipos es consecuencia de diferentes mecanismos de degradación que actúan sobre el mismo a lo largo de su vida operativa entre los cuales se puede destacar las condiciones de servicio, operacionales y medioambientales, a los que se encuentra sometido.

Como ya se ha comentado en los capítulos anteriores, los componentes están sometidos a actividades de vigilancia y mantenimiento con el fin de controlar y gestionar este envejecimiento. Por tanto, resulta necesario cuantificar el efecto que tienen estas actividades, como por ejemplo el mantenimiento preventivo, sobre la edad del componente. El envejecimiento de los equipos actúa sobre las características de fiabilidad de los mismos y como consecuencia, en los modelos de indisponibilidad a través de la tasa de fallos, función de la edad.

En (Martorell, y otros, 2005) se revisa el papel que juegan las actividades de mantenimiento y pruebas para alcanzar niveles adecuados de fiabilidad, disponibilidad y seguridad de los equipos relacionados con la seguridad de las centrales. Además, se describen conceptos básicos como la fiabilidad natural e inherente, la degradación de los equipos y el envejecimiento de éstos, y la mantenibilidad. También se describe la eficacia del mantenimiento, a partir del mantenimiento imperfecto y se presta especial importancia a describir los efectos positivos y negativos de las actividades de mantenimiento y pruebas.

En este contexto, en los apartadores posteriores se describe el efecto que tienen las actividades de mantenimiento y vigilancia sobre la edad de los equipos.

5.1.1 Efectividad de las actividades de mantenimiento

El mantenimiento representa todas las actividades realizadas en los equipos con el objetivo de analizar, mantener y restaurar su capacidad funcional. Este mantenimiento puede tener tanto efectos positivos como negativos sobre la edad de los equipos. Entre los efectos positivos destacan dos de ellos. El primero está relacionado con el mantenimiento correctivo, el cual restaura la capacidad operacional del equipo cuando está fallado o degradado y el segundo tiene que ver con el mantenimiento preventivo, el cual incrementa la fiabilidad intrínseca de estos equipos más allá de su fiabilidad natural, por ejemplo, controlando que la degradación de éste se encuentre por debajo de un determinado nivel. Sin embargo, la degradación de los equipos sujetos a mantenimiento correctivo y preventivo, depende también de las condiciones de trabajo y de las características de las actividades que se realicen sobre éstos.

APSE incorporando la efectividad del mantenimiento y de las pruebas

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69 Es importante señalar, el efecto negativo que tiene el mantenimiento sobre los equipos, ya que la realización de las diferentes actividades genera un tiempo en el cual el equipo está fuera de servicio y por tanto, una indisponibilidad. Estos efectos negativos dependen de las características físicas, de diseño y mantenibilidad de los equipos. La mantenibilidad representa la capacidad de un elemento, bajo determinadas condiciones de uso, para conservar, o ser restaurado a un estado en el que pueda realizar la función requerida, cuando el mantenimiento se realiza bajo determinadas condiciones y usando procedimientos y recursos establecidos.

Tradicionalmente, el efecto del mantenimiento en el estado de un componente se basaba en dos situaciones extremas. Una situación asume que la edad del componente tras la realización de una actividad de mantenimiento es reseteada a cero, es decir, se considera que el componente está como nuevo, modelo que se conoce como “Good As New” (GAN). La otra posibilidad extrema es que la edad del componente tras realizar una actividad de mantenimiento sea la misma que antes de su realización, modelo conocido como “Bad as Old” (BAO), siendo la influencia del efecto del mantenimiento en la edad del componente nula. Estas dos situaciones no son suficientes para modelar el comportamiento de los equipos en la realidad, ya que la mayoría de las actividades de mantenimiento se encuentran en un estado intermedio entre ambas, y el proceso que modeliza este comportamiento recibe el nombre de mantenimiento imperfecto. Estos modelos de mantenimiento imperfecto se basan en la idea de que el mantenimiento mejora la edad del componente en función de un factor de efectividad (𝜀), el cual varía en el intervalo [0,1]. Entre los modelos de comportamiento imperfecto que existen en la literatura se pueden mencionar, el modelo “Proportional Age Reduction” (PAR), y el modelo “Proportional Age Setback” (PAS), con lo que se abarcan prácticamente todas las posibilidades en cuanto a la modelización del efecto del mantenimiento preventivo sobre el estado del equipo (Sánchez, Carlos, Martorell, & Villanueva, 2009) (Martorell, Sánchez, & Serradell, 1999).

Tal y como se ha descrito en el Capítulo 2, existen varios tipos de mantenimiento y por consiguiente, la efectividad del mantenimiento depende, en particular, del tipo de mantenimiento que se esté considerando en cada caso. Así, por ejemplo, las actividades de mantenimiento correctivo se consideran como reparaciones mínimas, es decir que la edad del componente tras realizar la acción correctiva es la misma que antes de realizarla lo que corresponde a un modelo BAO, asumiendo que la efectividad del mantenimiento es igual a cero. En el caso del mantenimiento preventivo se asume que la edad del componente después del mantenimiento se reduce en función del parámetro de efectividad 𝜀, de forma que el componente tras ser mantenido se encuentra en un estado intermedio entre las situaciones, BAO y GAN.

Gestión de la operación, vigilancia y mantenimiento de las CCNN a corto y largo plazo

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5.1.2 Eficiencia de las actividades de pruebas

Los requisitos de vigilancia implican la realización de pruebas periódicas, por ejemplo, con una periodicidad mensual o trimestral. El propósito principal de la prueba es asegurar que, en caso de accidente, los equipos de los sistemas de seguridad que normalmente se encuentran en modo de espera estén operables cuando sean demandados. Durante la realización de las pruebas, se pueden detectar fallos que hayan ocurrido desde la realización de la última prueba o desde el último momento en que el equipo estuvo en operación.

Como en el caso del mantenimiento, las actividades de pruebas, también pueden llevar asociadas tanto efectos positivos como negativos. El efecto positivo que introducen es la capacidad de las pruebas para detectar los fallos ocultos, y de esta manera limitar el riesgo, debido al tiempo que el equipo está fuera de servicio por estos fallos no detectados. Este efecto depende no sólo de las características de fiabilidad del equipo, como la tasa de fallos, o al intervalo de pruebas (TI), sino también de la eficiencia de la prueba. Esta eficiencia se define como la capacidad de la prueba para cubrir sólo una fracción de fallos ocultos.

Por el contrario, algunas pruebas pueden tener un impacto negativo en la seguridad debido a sus efectos no deseados, como, por ejemplo, errores en la realización de la prueba que causan transitorios de la central, el desgaste de los equipos debido a las pruebas, etc. A menudo, un efecto negativo importante se debe al tiempo en el que el componente está fuera de servicio debido a la realización de la prueba, el cual depende de las características de los equipos.

Los sistemas de seguridad de las centrales nucleares se componen de trenes redundantes, compuestos por equipos altamente fiables, normalmente en modo de espera, los cuales deben de realizar una determinada función de seguridad. Las estrategias de pruebas establecen la agrupación de los equipos, de forma simultánea, mediante la programación de las pruebas por tren o por grupos, formados por equipos de las mismas características, aplicando para todos ellos el mismo intervalo de pruebas, TI.