Evolución de las fallas

Una falla puede evolucionar en forma gradual (por degradación del material) y determinar una pérdida progresiva del rendimiento, o puede ocurrir de forma repentina y completa (falla catastrófica) que impide de manera absoluta que el equipo preste la función o el servicio para el cual fue creado.

Mecanismos de fallas en un esquema de mantenimiento correctivo.

La figura a continuación ilustra el mecanismo de ocurrencia de una falla por degradación y de una falla catastrófica en un equipo sometido a mantenimiento correctivo (operar hasta la falla).

Los componentes, máquinas, equipos y sistemas operan normalmente a un nivel de rendimiento considerado óptimo, según los objetivos de producción.

Por efecto del desgaste normal y de los desajustes que sufren las máquinas durante su funcionamiento, un equipo pierde gradualmente sus características iniciales, reduciéndose paulatinamente su rendimiento. Tpm ARREGLO REPARACION PERDIDA DE FUNCION (AVERIA) NIVEL DE RENDIMIENTO RENDIMIENTO OPTIMO FALLA POR DEGRADACION FALLA CATASTROFICA ESTADO DEGRADADO PARADA FORTUITA O ALEATORIA TOP 1 TOP 2 TPA 1 TPA 2....

Considerando que en ningún momento se interviene para modificar esa tendencia degradante (está en operación hasta la falla) en cualquier instante puede ocurrir la avería (parada fortuita o aleatoria). El tiempo durante el cual el equipo estuvo funcionando sin experimentar falla se denomina tiempo de operación (Top1). Desde el momento en que el equipo deja de funcionar, comienza a correr el tiempo de parada (Tpa1).

Ante tal situación de avería, es posible optar por una de las siguientes alternativas:

1) Realizar en el tiempo mínimo (Tpm) una pequeña intervención correctiva (arreglo) que permita al equipo continuar operando, aunque se encuentre en estado degradado y por debajo del nivel de rendimiento óptimo. El equipo funcionará en este estado (línea punteada) hasta que se presente de nuevo la avería (por degradación o por falla catastrófica).

2) Proceder a la reparación completa del equipo en el tiempo de parada Tpa1. Al restituir el equipo, inicia un nuevo ciclo de funcionamiento (Top2) el cual concluirá en cualquier otro instante de tiempo debido a una falla catastrófica o producida por degradación. Comenzará a correr un tiempo de parada (Tpa2) durante el cual se realizaran arreglo o reparaciones, y así sucesivamente.

Cuando se aplica la estrategia de operar hasta la falla, el equipo obedece a una ley de degradación desconocida. Bajo este tipo de estrategia no se suelen conservar registros de los tiempos de operación y de falla de los equipos y, por lo tanto, no es posible realizar un estudio que permita conocer la ley de degradación a la cual se encuentra sometida la máquina.

T P A 1 NIVEL DE RENDIMIENTO RENDIMIENTO OPTIMO FALLA POR DEGRADACION VISITA DE INSPECCION PARADA PREVENTIVA LIMITE DE RENDIMIENTO ADMISIBLE TOP 1 TOP 2 T P A 2

Si un equipo se encuentra sometido a un programa de mantenimiento preventivo, es signo de que en un momento determinado se definió un nivel admisible de rendimiento (cantidad de horas de buen funcionamiento, numero de piezas correctamente producidas o distancia recorrida en kilómetros) alcanzado el cual, se deberá efectuar una parada programada, para realizar las acciones de mantenimiento previstas. En el gráfico a continuación, se presenta un ciclo de mantenimiento preventivo, mostrando la curva que representa la ley de degradación a la cual se encuentra sujeta el equipo o componente considerado.

A lo largo del periodo de operación (Top1), se realiza une serie de inspecciones, con el propósito de verificar, a intervalos regulares, el estado del equipo y detectar posibles anomalías que ameriten intervenir antes de la parada preventiva programada. De esta forma se logra planificar las intervenciones y evitar, en la medida de lo posible, la ocurrencia de fallas catastróficas antes del momento de la parada programada (las fallas ocultas pueden causar averías en cualquier momento y forman parte del porcentaje de mantenimiento correctivo residual (generalmente 5%) que no es posible evitar.

Durante el periodo de buen funcionamiento, el equipo se degrada paulatinamente, hasta alcanzar el punto limite de rendimiento admisible. En ese instante se cumple la parada preventiva y se procede, en el periodo Tpa1, a ejecutar las acciones de mantenimiento previstas. Luego de lo cual se restituye el equipo al servicio, en espera de la próxima intervención, al final del periodo Top2 de buen funcionamiento, y así sucesivamente.

Nótese que a lo largo de los períodos de funcionamiento sin fallas (Top1 y Top2) el equipo puede sufrir una falla por degradación no controlada o una falla catastrófica. Se procederá entonces a evaluar la magnitud de la falla y efectuar inmediatamente la reparación, o diferir la corrección de la misma hasta la siguiente parada preventiva programada. Una vez restaurado el equipo, se le somete nuevamente al programa de mantenimiento preventivo estipulado.

Se debe notar también que las labores de acondicionamiento y de reparación del equipo no le devuelven por entero sus condiciones originales. A medida que el tiempo transcurre, el equipo sufre fenómenos de degradación que afectan su nivel de rendimiento. Por otra parte, a lo largo de la etapa de madurez, la rata de fallas del equipo sufre incrementos leves pero continuados, hasta llegar a la etapa de obsolescencia, donde la cantidad de fallas por unidad de tiempo se hace más consistente, debido a una mayor incidencia de averías por causa de desgaste, abrasión, fatiga corrosión y otras, que harán necesario intervenciones más y más frecuentes, hasta requerirse la

Mecanismos de falla y esquema de monitoreo de la condición

En el gráfico anterior, se muestra la curva de degradación de un equipo sometido a mantenimiento preventivo indirecto (monitoreo de la condición).

Cuando los equipos se encuentran bajo un régimen continuo de vigilancia, por medio de sistemas de monitoreo, además del límite de rendimiento admisible, visto en el caso del mantenimiento preventivo directo, existe también un limite virtual, determinado por el nivel que hace disparar la señal de alarma, antes de que se alcance el punto de rendimiento mínimo admisible.

La señal de alarma indica que han sido detectados algunos signos de anomalía que pudieran desembocar en una avería, en caso de no ser tratados convenientemente. El margen de tiempo disponible para intervenir o planificar la parada preventiva, se encuentra ahora ampliado gracias a esa indicación temprana de posible alteración del sistema.

Esto permite mayor flexibilidad en la planificación y la contención de posibles fallas en su estado prematuro, lo cual comporta beneficios, tanto desde la óptica de la conservación de las máquinas, como del ahorro que deriva de una significativa reducción de la probabilidad de perdidas de producción, por causa de parada de los equipos y por el empleo eficiente de los recursos de mantenimiento. T P A 2 T P A 1 NIVEL DE RENDIMIENTO RENDIMIENTO OPTIMO CONTROL DE PARAMETROS SEÑAL DE ALARMA PARADA PREVENTIVA POR MONITOREO LIMITE DE RENDIMIENTO ADMISIBLE TOP 1 TOP 2 t ALARMA PARO TIEMPO DE REACCION