Mantenimiento preventivo: cuándo un intervalo fijo sí tiene sentido

§1Fundamentos

EN 13306 define el mantenimiento preventivo como el que se ejecuta a intervalos predeterminados o según criterios prescritos, para reducir la probabilidad de falla o la degradación. Dentro de esa definición conviven dos estrategias muy distintas: la que actúa por calendario o uso (reemplazar, restaurar, lubricar cada cierto tiempo) y la que actúa por condición (inspeccionar y decidir). Esta guía trata la primera; la segunda está en mantenimiento basado en condición.

Un reemplazo o una restauración programada reduce fallas solo si se cumplen tres condiciones:

1. La probabilidad de falla crece con la edad del componente: un patrón de desgaste, con β de Weibull mayor que 1.
2. Existe una edad identificable a partir de la cual ese crecimiento es marcado, y la mayoría de las unidades llega a esa edad sin fallar.
3. La intervención devuelve al componente su resistencia original a la falla: un reemplazo lo hace; una restauración, solo si recupera la condición de nuevo.

Cuando estas condiciones no se cumplen, el preventivo por calendario consume recursos sin bajar fallas y, en componentes con mortalidad infantil, las aumenta: cada intervención intrusiva introduce errores de montaje, contaminación y ajustes fuera de tolerancia.

Hay además tareas preventivas que no dependen del patrón de falla porque son reglamentarias o de servicio: inspecciones legales de recipientes a presión, pruebas de válvulas de seguridad, lubricación y limpieza, calibraciones con trazabilidad.

§2Metodología

Para un plan nuevo

Se sigue la lógica de RCM: para cada modo de falla, primero se evalúa una tarea a condición y solo después el reemplazo o la restauración programados. El intervalo se fija con datos de vida (análisis de Weibull) y con el criterio de consecuencias:

• Seguridad o ambiente: vida segura, es decir una edad a la que la probabilidad acumulada de falla es tolerable (B1, B0,1).
• Económicas: la edad que minimiza el costo total por unidad de tiempo.

Para un plan existente (optimización de PM)

La mayoría de las plantas ya tiene un plan, muchas veces heredado del fabricante o de otra planta. La optimización de mantenimiento preventivo (PMO) revisa cada tarea existente con preguntas directas: qué modo de falla previene, si es técnicamente capaz de hacerlo, si el intervalo es coherente con el patrón de falla y si cuesta menos que lo que evita. Las salidas típicas son eliminar tareas duplicadas o inútiles, convertir reemplazos en inspecciones, agregar pruebas a funciones ocultas y agrupar tareas para reducir paradas.

Para sostenerlo

Un plan preventivo se gestiona con tres indicadores: cumplimiento en ventana (porcentaje de tareas ejecutadas dentro de una tolerancia alrededor de su fecha, por ejemplo ±10 % del intervalo), fallas entre preventivos del mismo modo y hallazgos de las tareas (si un preventivo nunca encuentra nada, su intervalo o su existencia merecen revisión).

§3Fórmulas clave

Modelo de edad de reemplazo (Barlow y Proschan): con costo de un reemplazo programado $C_p$, costo de una falla $C_f$ y confiabilidad $R(t)$, el costo esperado por unidad de tiempo de reemplazar a la edad $T$ es

Sin reemplazo programado, el costo por unidad de tiempo es $C_f/\text{MTTF}$. La edad óptima $T^*$ existe solo si β > 1 y $C_f > C_p$.

Reemplazo en bloque, a intervalos fijos sin importar la edad de cada unidad, con $H(T)$ el número esperado de fallas en $[0, T]$ (función de renovación):

Probabilidad de falla de una unidad que ya tiene edad $t$ antes del próximo preventivo, dentro de $x$:

§4Ejemplo industrial

El historial de un yacimiento da, para el modo «correa cortada por fatiga», β = 2,8 y η = 4200 h. Un cambio programado durante una recorrida cuesta 180 USD; un corte en servicio cuesta 1900 USD entre traslado de cuadrilla, parada del pozo y producción diferida.

Con la ecuación 1, la edad óptima es de unas 1500 h, con una confiabilidad de 94,3 % a esa edad. El costo esperado baja de 0,51 USD por hora de operación (operar hasta la falla) a 0,19 USD por hora: un 64 % menos por pozo. La curva de costo es plana cerca del óptimo, de modo que un intervalo práctico de dos meses de operación continua (1460 h) conserva casi todo el beneficio y se puede sincronizar con la recorrida.

El mismo cálculo con β = 1 no tiene óptimo: el reemplazo programado nunca mejora el costo. Por eso el primer paso es siempre el análisis de vida.

§5Casos documentados

Los estudios de aviación. El hallazgo de Nowlan y Heap de que las revisiones generales programadas no mejoraban la confiabilidad de equipos complejos, salvo cuando un modo de falla dominante estaba ligado a la edad, eliminó cientos de tareas de revisión general en los programas de aviación posteriores sin afectar la seguridad. Ver el caso.

Three Mile Island, 1979. El accidente comenzó con una intervención de mantenimiento en el sistema de pulido de condensado, y las válvulas de agua de alimentación de emergencia habían quedado cerradas después de una prueba programada. Es el riesgo inherente de toda intervención: sin verificación posterior, el preventivo puede dejar al equipo peor de lo que estaba. Ver el caso.

§6Buenas prácticas

• Justificar cada tarea con el modo de falla que previene.
• Fijar intervalos con datos de vida propios y revisar con cada nueva falla.
• Preferir la tarea a condición cuando el modo da aviso.
• Verificar después de cada intervención: prueba funcional, registro de condición encontrada y dejada.
• Agrupar tareas por ventana de oportunidad para reducir paradas.
• Medir el cumplimiento en ventana y los hallazgos de cada tarea.

§7Errores comunes

• Reemplazar por calendario componentes con fallas aleatorias o con mortalidad infantil.
• Intervalos sin fundamento («siempre se hizo cada seis meses»).
• Desarmar para inspeccionar cuando existe una técnica no intrusiva.
• Medir solo el cumplimiento sin preguntar si la tarea sirve.
• Tareas genéricas («revisar bomba») que no se pueden auditar.

§8Referencias

1. EN 13306:2017. Maintenance — Maintenance terminology.
2. Barlow, R. E. y Proschan, F. (1965). Mathematical Theory of Reliability. Wiley.
3. Moubray, J. (1997). RCM II, 2.ª ed. Industrial Press.
4. Jardine, A. K. S. y Tsang, A. H. C. (2013). Maintenance, Replacement, and Reliability: Theory and Applications, 2.ª ed. CRC Press.
5. Nowlan, F. S. y Heap, H. F. (1978). Reliability-Centered Maintenance. United Airlines / U.S. Department of Defense.