El mantenimiento se parece a un seguro: gastamos dinero hoy para evitar un coste mayor mañana. Pero no todo se mantiene igual, ni conviene mantener todo. Cambiar un componente demasiado pronto es tirar dinero; esperar al fallo puede salir carísimo. La ingeniería de fiabilidad ofrece el lenguaje y los números para decidir qué mantener, cuándo y con qué método.
Los conceptos
Tasa de fallos λ
Es la frecuencia con la que falla un equipo: número de fallos por unidad de tiempo (fallos por hora, o por año). Si un equipo falla una vez cada 20 años de operación, λ = 0,05 fallos/año.
MTBF y MTTR
- MTBF (mean time between failures): tiempo medio entre fallos de un equipo reparable. Con tasa de fallos constante:
MTBF = 1 / λ
- MTTR (mean time to repair): tiempo medio de reparación, desde que falla hasta que vuelve al servicio (incluye diagnóstico, logística y reparación).
Fiabilidad R(t)
Es la probabilidad de que un equipo funcione sin fallar durante un tiempo t. Con tasa de fallos constante, sigue una exponencial:
R(t) = e^(−λ · t) = e^(−t / MTBF)
Ejemplo: un equipo con MTBF = 20.000 h (unos 2,3 años de funcionamiento continuo), observado durante un año de 8.760 h:
R(8.760 h) = e^(−8.760 / 20.000) = e^(−0,438) = 0,645
Es decir, una probabilidad del 64,5 % de no fallar en un año. Un MTBF de 20.000 h no significa que dure 20.000 h: significa que, de media, falla una vez cada 20.000 h de funcionamiento acumulado (sobre muchos equipos).
Disponibilidad A
Es la fracción del tiempo en que el equipo está disponible para funcionar:
A = MTBF / (MTBF + MTTR)
Con MTTR = 8 h:
A = 20.000 / (20.000 + 8) = 0,9996
(99,96 %, es decir, unas 3,5 horas de indisponibilidad al año). La disponibilidad mejora aumentando el MTBF (equipo más fiable) o reduciendo el MTTR (mejor logística, repuestos, personal). Con frecuencia, reducir el tiempo de reparación es más barato que fabricar un equipo más fiable. Cómo se combinan disponibilidades de varios equipos se vio en el artículo de la arquitectura MT/BT.
La curva de la bañera
La tasa de fallos de un equipo no es constante durante toda su vida; sigue, de forma general, la curva de la bañera:
- Rodaje (mortalidad infantil): tasa alta y decreciente por fallos de fabricación, montaje o puesta en marcha (por ejemplo, una conexión mal apretada). Se combate con pruebas de puesta en servicio (véase pruebas de un cuadro) y con rodaje controlado.
- Vida útil: tasa baja y constante: fallos aleatorios. Aquí funciona la fórmula exponencial y el MTBF.
- Desgaste: tasa creciente por envejecimiento (aislamientos, rodamientos, contactos, baterías). Se combate con sustitución programada o monitorización de la condición, como el diagnóstico del aislamiento o el mantenimiento de transformadores.
No todos los componentes siguen la curva completa: muchos equipos electrónicos no tienen desgaste apreciable, y muchos mecánicos no tienen una fase constante clara.
Tipos de mantenimiento
| Tipo | Cuándo se actúa | Adecuado para |
|---|---|---|
| Correctivo | Cuando falla | Componentes baratos, redundantes o sin consecuencias |
| Preventivo periódico | Cada cierto tiempo o uso | Equipos con desgaste predecible |
| Predictivo / por condición | Cuando una medida lo indica | Equipos con deterioro medible (termografía, aislamiento, gases) |
| Proactivo | Se corrige la causa raíz del fallo | Fallos repetitivos |
El error típico es hacer preventivo periódico a todo: en componentes de fallo aleatorio (fase de vida útil), cambiarlos «por si acaso» no mejora la fiabilidad e incluso la empeora (cada intervención puede introducir fallos de montaje).
El mantenimiento centrado en la fiabilidad (RCM)
El RCM (reliability-centered maintenance) es una metodología, nacida en la aviación, que decide qué mantenimiento hacer en cada equipo según las consecuencias de sus fallos, y no según una rutina general. Se resume en siete preguntas (de la norma SAE JA1011):
- ¿Cuáles son las funciones del equipo y sus estándares de funcionamiento?
- ¿De qué formas puede fallar en esa función? (fallos funcionales)
- ¿Qué causa cada fallo? (modos de fallo)
- ¿Qué ocurre cuando se produce? (efectos)
- ¿Qué importancia tiene cada fallo? (consecuencias: seguridad, medio ambiente, producción, coste)
- ¿Qué se puede hacer para predecir o prevenir el fallo? (tareas de mantenimiento)
- ¿Qué hacer si no hay una tarea adecuada? (rediseño, funcionamiento hasta el fallo)
Cómo se decide la tarea
Para cada modo de fallo:
- Si el fallo tiene consecuencias de seguridad o ambientales, hay que prevenirlo o rediseñar: no basta con esperar.
- Si tiene consecuencias de producción importantes, se justifica una tarea preventiva o predictiva si es técnicamente factible y cuesta menos que el fallo.
- Si las consecuencias son menores, y la tarea cuesta más que el fallo, se deja funcionar hasta que falle.
Ejemplo en una subestación
| Equipo | Modo de fallo | Consecuencia | Tarea |
|---|---|---|---|
| Transformador de potencia | Deterioro del aislamiento | Muy alta (parada larga) | Predictiva: gases disueltos, aislamiento, termografía |
| Interruptor de MT | Fallo al abrir | Alta (seguridad, estabilidad) | Preventiva con ensayos de maniobra y de la 50BF |
| Batería de la subestación | Pérdida de capacidad | Muy alta (sin protección) | Preventiva: ensayo de capacidad (baterías) |
| Lámpara de señalización | Se funde | Mínima | Correctivo |
Qué datos se necesitan
- Registro de fallos (qué falló, cuándo, qué se hizo, cuánto duró): sin datos propios, solo se tienen valores genéricos de la bibliografía.
- Registro de intervenciones y de condición (medidas periódicas).
- Coste de la parada, que es lo que justifica o no cada tarea.
- Un sistema de gestión de mantenimiento (GMAO) donde se registre todo.
Resumen
MTBF = 1/λ;R(t) = e^(−t/MTBF);A = MTBF/(MTBF + MTTR).- La curva de la bañera tiene tres fases, y cada una pide una acción distinta.
- Mantener «todo igual» es ineficaz: no se mejora un componente aleatorio con cambios periódicos.
- El RCM elige la tarea según las consecuencias del fallo: seguridad primero, luego producción y coste.
Contenido orientativo basado en la teoría clásica de fiabilidad y en la metodología RCM (norma SAE JA1011). Los valores del ejemplo son ilustrativos.