Fundamentos
Casi ninguna falla aparece de golpe. Antes de llegar a la falla funcional (F), cuando el equipo deja de hacer lo que se espera de él, casi siempre hay un momento en que la degradación ya es detectable: la falla potencial (P). El tiempo entre ambos es el intervalo P-F, el margen disponible para detectar el problema y programar la intervención.
Las señales aparecen en un orden característico. En un rodamiento, primero el ultrasonido y la vibración de alta frecuencia; después las partículas en el aceite; más tarde la temperatura; al final, el ruido audible. Cada técnica tiene su propio intervalo P-F: el ultrasonido da más margen que la temperatura. Elegir la técnica es elegir cuánto aviso se recibe.
El mantenimiento basado en condición (CBM) es la estrategia de actuar según esa condición. Requiere tres cosas:
- Una falla potencial claramente identificable.
- Un intervalo P-F razonablemente consistente entre unidades.
- Que sea práctico medir con una frecuencia menor al intervalo P-F y que el margen neto alcance para actuar.
Aplica a equipos rotantes, válvulas e instrumentos. En válvulas de control, la firma de válvula y el diagnóstico del posicionador muestran fricción o pérdidas en el actuador antes de que el lazo pierda control; en instrumentos, la deriva frente a un patrón o frente al transmisor redundante es la falla potencial.
Metodología
ISO 17359 describe el proceso completo, desde la criticidad hasta la acción:
- Criticidad y alcance: qué equipos y qué modos de falla justifican monitoreo.
- Análisis de modos de falla y síntomas (FMSA): para cada modo, qué parámetro cambia, con qué anticipación y con qué técnica se ve mejor (ISO 13379-1).
- Técnica y frecuencia: la frecuencia sale del intervalo P-F y del tiempo de respuesta.
- Línea base y criterios de alarma.
- Adquisición de datos: rutas, sensores en línea, inspecciones sensoriales estructuradas de operación.
- Diagnóstico y pronóstico.
- Acción: orden de trabajo con prioridad y fecha límite.
- Realimentación: lo encontrado en la intervención confirma o corrige el diagnóstico y el intervalo.
Estimar el intervalo P-F
Es la parte difícil y donde se gana o se pierde el programa. Fuentes, de mejor a peor: historial propio de tendencias que terminaron en falla; experiencia del personal con ese equipo y esa técnica; bibliografía y datos de fabricantes; y, cuando no hay nada, un intervalo conservador que se ajusta con los primeros resultados.
Fórmulas clave
Regla 1, el intervalo de inspección no debe superar la mitad del intervalo P-F. Regla 2, el margen neto después de detectar, en el peor caso , debe cubrir el tiempo de respuesta (conseguir repuestos, planificar, programar la parada):
Con detección imperfecta, cada inspección detecta la falla potencial con probabilidad . Si caben inspecciones con una fracción , y la fase de las inspecciones es aleatoria:
Número de inspecciones necesarias dentro del intervalo P-F para alcanzar una probabilidad de detección objetivo :
Ejemplo industrial
Rodamientos de bombas con medición de vibración por ruta. Datos ilustrativos.
El intervalo P-F de un defecto de pista externa con análisis de envolvente se estima en 6 semanas. Desde la detección, conseguir el rodamiento y programar la parada lleva 2 semanas. Con la ecuación 1, el intervalo debe ser como máximo de 3 semanas. Una ruta mensual, frecuente en muchas plantas, deja pasar fallas: en el informe quedan como «falla súbita», aunque dieron aviso.
Con detección imperfecta el número cambia. Si el defecto aparece en el intervalo P-F de 60 días y cada medición lo detecta con probabilidad 0,8, inspeccionar cada 20 días da 99,2 % de probabilidad de detección (ecuación 2). Si la técnica es menos sensible ( = 0,6), el mismo intervalo baja la probabilidad a 93,6 % y hace falta medir cada 10 días para volver a 99,6 %.
Casos documentados
Aloha Airlines, vuelo 243. Un programa de inspección con baja probabilidad de detección real de fisuras múltiples terminó en una falla estructural en vuelo. La lección para el CBM es que el intervalo y la técnica se diseñan juntos: un intervalo correcto con una técnica que no ve el defecto no protege. Ver el caso.
Chevron Richmond, 2012. La rotura de una línea por corrosión por sulfidación mostró los límites de un plan de inspección que medía espesores en puntos representativos de componentes con velocidades de corrosión muy distintas entre sí. Ver el caso.
Buenas prácticas
- Diseñar el programa modo por modo, no equipo por equipo.
- Documentar el intervalo P-F supuesto y su fuente, y revisarlo con cada falla que se escapó.
- Incluir a operación: las inspecciones sensoriales estructuradas detectan muchas fallas potenciales a bajo costo.
- Definir antes de medir qué valor dispara qué acción y con qué plazo.
- Medir el desempeño del programa: fallas detectadas a tiempo frente a fallas que se escaparon.
Errores comunes
- Frecuencia por disponibilidad del analista en lugar de por intervalo P-F.
- Ignorar el tiempo de respuesta: detectar con dos días de margen cuando el repuesto tarda dos semanas.
- Suponer detección perfecta con técnicas o personal que no la tienen.
- Monitorear lo fácil en lugar de lo crítico.
- No registrar la condición encontrada al intervenir, lo que impide calibrar el programa.
Referencias
- ISO 17359:2018. Condition monitoring and diagnostics of machines — General guidelines.
- ISO 13379-1:2012. Condition monitoring and diagnostics of machines — Data interpretation and diagnostics techniques — Part 1: General guidelines.
- Moubray, J. (1997). RCM II, 2.ª ed. Industrial Press. Capítulo sobre tareas a condición.
- SAE JA1012:2011. A Guide to the Reliability-Centered Maintenance (RCM) Standard.
- U.S. Department of Defense (2020). DoD Instruction 4151.22, Condition Based Maintenance Plus (CBM+) for Materiel Maintenance.