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Factores Universales para Determinar la Confiabilidad

Resumen: La confiabilidad se puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como la probabilidad en que un producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas.

Publicación enviada por Ing. Ivan Escalona Moreno


 

Factores Universales para Determinar la Confiabilidad. 1

Definición de Confiabilidad. 2

Análisis de la Confiabilidad. 2

Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad. 2

Factores Universales. 3

Aplicación de los Factores Universales para determinar la Confiabilidad. 5

Conclusiones. 8

Trabajos de Ingeniería Industrial de UPIICSA del IPN. 9

Trabajos de Ingeniería Industrial de la UPIICSA (Ciencias Básicas) 11

Trabajos Publicados de Neumática en Ingeniería Industrial 12

Anexo 1: Mantenimiento y Confiabilidad. 13

Anexo 2: Datos Acerca del autor 14

Bibliografía. 14

 

Definición de Confiabilidad

   Se puede definir como la capacidad de un producto de realizar su función de la manera prevista. De otra forma, la confiabilidad se puede definir también como la probabilidad en que un  producto realizará su función prevista sin incidentes por un período de tiempo especificado y bajo condiciones indicadas. 

Análisis de la Confiabilidad

   La ejecución de un análisis de la confiabilidad en un producto o un sistema debe incluir muchos tipos de exámenes para determinar cuan confiable es el producto o  sistema que pretende analizarse.

   Una vez realizados los análisis, es posible prever los efectos de los cambios y de las correcciones del diseño para mejorar la confiabilidad del item.  

   Los diversos estudios del producto se relacionan, vinculan y examinan conjuntamente, para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo  todas las  perspectivas posibles, determinando posibles problemas y poder sugerir correcciones, cambios y/o mejoras en productos o elementos.

 

Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad

    El RCM es uno de los procesos desarrollados durante 1960 y 1970 con la finalidad de ayudar a las personas a determinar las políticas para mejorar las funciones de los activos físicos y manejar las consecuencias de sus fallas. Tuvo su origen en la Industria Aeronáutica. De éstos procesos, el RCM es el más efectivo.

   El Mantenimiento RCM pone tanto énfasis en las consecuencias de las fallas como en las características técnicas de las mismas, mediante:

·         Integración de una revisión de las fallas operacionales con la evaluación de aspecto de seguridad y amenazas al medio ambiente, esto hace que la seguridad y el medio ambiente sean tenidos en cuenta a la hora de tomar decisiones en materia de mantenimiento.

·          Manteniendo mucha atención en las tareas del Mantenimiento que más incidencia tienen en el  funcionamiento y desempeño de las instalaciones,  garantizando que la inversión en mantenimiento se utiliza donde más beneficio va a reportar.

 

Factores Universales

        En la práctica, la confiabilidad puede apreciarse por el estado que guardan o el comportamiento que tienen cinco factores llamados universales y que se consideran existe en todo recurso por conservar; estos factores son los siguientes:

 

1. Edad del equipo.

2. Medio ambiente en donde opera.

3. Carga de trabajo.

4. Apariencia física.

5. Mediciones o pruebas de funcionamiento.

 

 Los diversos estudios del producto se relacionan, vinculan y examinan conjuntamente, para poder determinar la confiabilidad del mismo bajo  todas las  perspectivas posibles, determinando posibles problemas y poder sugerir correcciones, cambios y/o mejoras en productos o elementos.

Disminución ó pérdida de la función del componente con respecto a las necesidades de operación que se requieren para un momento determinado. Es la incapacidad de cualquier elemento físico de satisfacer un criterio de funcionamiento deseado. Esta condición puede interrumpir la continuidad o secuencia ordenada de un proceso, donde ocurren una serie de eventos que tienen más de una causa. Existen dos tipos de falla, las cuales son explicadas a continuación:

·                                 Falla funcional: Es la capacidad de cualquier elemento físico de satisfacer un criterio de funcionamiento deseado. Por ejemplo, un equipo deja de funcionar totalmente.

·                                 Fallas Parciales (Potenciales): Se definen como las condiciones físicas identificables que indican que va a ocurrir una falla funcional. Estas fallas están por encima o por debajo de los parámetros identificados para cada función. Por ejemplo, el elemento no cumple un estándar o parámetro establecido de su servicio.

·                                 Si RCM se aplicara a un sistema de mantenimiento preventivo ya existente en la empresas, puede reducir la cantidad de mantenimiento rutinario habitualmente  hasta un 40% a 70%. 

·                                 Si RCM se aplicara para desarrollar un nuevo sistema de Mantenimiento Preventivo en la empresa, el resultado será que la carga de trabajo programada sea mucho menor que si el sistema se hubiera desarrollado por métodos convencionales.

·                                 Su lenguaje técnico es común, sencillo y fácil de entender para todos los empleados vinculados al proceso RCM, permitiendo al personal involucrado en las tareas saber qué pueden y qué no pueden esperar de ésta aplicación y quien debe hacer qué, para conseguirlo. 

        Si en nuestro ejemplo se trata de verificar la confiabilidad de un transformador de 300 Kva. Instalado en una de las subestaciones de la fábrica, empezaríamos por elaborar, con base en estos cinco factores, un ``transformador patrón", para después compararlo con el transformador que queremos clasificar; y de ese modo determinar si debe o no rehabilitarse y, en este último caso conocer hasta qué grado de confiabilidad se conseguiría llevarlo. 

 

        Principiaremos por formar un comité de tres o cuatro personas conocedoras de la operación y mantenimiento en este caso, transformadores eléctricos para subestaciones, a fin de que analicen y discutan sobre la importancia relativa de cada uno de los factores mencionados.

Junta de discusión para la jerarquización de los factores universales de un transformador nuevo de 300 Kva.

Factor

% de confiabilidad (intentos efectuados

       1              2                3              4

 

Edad de equipo

Medio ambiente

Carga de trabajo

Apariencia física

Mediciones o pruebas de funcionamiento

Total

 

 

       5             10              12                 

      20            15              8

      40            30              30

      15            15              10

      20            30              40

 

    100           100            100

 

 

 

Se comienza por considerar la importancia del primer factor, y si éste resulta más importante que el segundo, se comparará con el tercero; si ahora resulta más importante el tercero, este último se comparará con el cuarto y el que resulte más importante se comparará con el quinto; al seguir este mecánica, en cada ocasión se discutirá entre los ponentes el porqué de su opinión, hasta llegar al consenso.. Una vez jerarquizados los cinco factores se le da peso a cada uno de ello a fin de que el resultado de la suma sea 100%. La práctica demuestra que no es fácil llegar a calificar en le primer intento cada factor, por lo que proseguirá con un segundo, tercero o más intentos, hasta obtener una propuesta confiable. En la tabla 2.22. Se supone que se llegó al consenso hasta el tercer intento. el siguiente paso es estudiar por separado cada uno

de los factores, a fin de dividirlos en ``subfactores", para que al multiplicar uno de éstos por su factor, lo desmerite de su valor original. Con mayor éxito se puede utilizar el método de Jerarquización analítica.

 

        En nuestro ejemplo, se llegó a la conclusión de que el factor más importante es el resultado de las pruebas y mediciones que se hagan al transformador;  si éstas resultan buenas, tendremos por este concepto una confiabilidad del 40%, la cual puede irse perdiendo cuando el resultado de dichas pruebas acuse la existencia de ciertos problemas que sacan en algún grado a la máquina, de su funcionamiento esperado.

Aplicación de los Factores Universales para determinar la Confiabilidad

        Para la elaboración de los subfactores, se analiza a fondo el factor correspondiente, a fin de determinar cuáles son las fallas que pueden desmeritarlo y entre éstas, escoger la más importante para calificarla. Por ejemplo, si se considera el factor ``medición y pruebas de funcionamiento', estudiar el transformador veremos que existen, cuando menos, tres fallas que pueden ser verificadas durante el funcionamiento del aparato: en el voltaje o tensión de salida, en el aislamiento entre devanados y en la corriente de salida; al analizar entre sí estos elementos, se llega al acuerdo de que es  posible detectar con más confianza la calidad del funcionamiento en el resultado que arroje la prueba de aislamiento entre devanados, tomándolo como indicador y verificando las condiciones óptimas que proporciona el fabricante. Para el caso en estudio, 10 M& (megohm), se procederá de acuerdo con el criterio, a desmeritar paso a paso el subfactor hasta obtener una tabla como la 2

 

Factor de medición y pruebas de funcionamiento

Subfactor

Mediciones

% de confiabilidad

A

B

C

D

E

F

G

      Aislamiento 10 M&

      Aislamiento 9.9 a 6 M&

      Aislamiento 5 .9 a 4  M&

      Aislamiento 3.9 a 3 M&

      Aislamiento 2.9 a 2 M&

      Aislamiento 1.9 a 1 M&

      Aislamiento menor a 1 M&

100 = 1.00

75 = 0.75

60 = 0.60

40 = 0.40

20 = 0.20

10 = 0.10

0 = 0.00

 

 

 

        Continúese con el ejemplo, analizando el segundo factor en importancia, que resultó ser la carga de trabajo; se ve que en este caso no hubo mucha discusión, debido a que aquélla está perfectamente definida por lo que se le está exigiendo al transformador que entregue; así que se obtiene una tabla como la 3.

 

Factor de carga de trabajo

Subfactor

 

A

B

C

D

E

F

% de carga de trabajo

 

100

105

110

115

120

      más de 120

% de confiabilidad

 

100= 1.00

95 = 0.95

80 = 0.80

60 = 0.60

30 = 0.30

0 = 0.00

 

        Por lo que respecta al tercer factor, resultó ser la edad y como en este caso se considera que la vida útil dada por el fabricante (10 años) y la experiencia del comité aseguran que durante ese lapso no se producirán fallas por este concepto  (si existe una buena atención al transformador)

 

Subfactor                                  Edad en años               % de confiabilidad

 

            A                                                 De 0 a 10                             100 = 1.00

            B                                                     10 a 12                                 90 = 0.90

            C                                                     12 a 14                                 70 = 0.70

            D                                                     14 a 16                                 40 = 0.40

            E                                                  más de l6                                   0 = 0.00

 

        En el factor apariencia física, se consideraron como agentes de desmerito, la sociedad del transformador, las probables fugas de aceite o las roturas de su cubierta o aisladores, y la instalación fuera de normas, llegándose a escoger como indicador, las roturas de cubierta o aisladores, dando lugar a una tabla como la 5.

 

Factor apariencia física

 

Subfactor

 

A

B

C

D

 

Roturas en el transformador

 

           Sin roturas

           En los aisladores de salida

           En los aisladores de entrada

           En la cubierta, destilando aceite

 

% de confiabilidad

 

100 = 1.00

90 = 0.90

80 = 0.80

30 = 0.30

 

        Por último, en el factor medio ambiente, el comité consideró que en  un equipo de estas características  podía obrar sobre él, el ph. La humedad y la temperatura que existieran dentro del local en donde se encontrara instalado, pero se determinó que el más importante de esos agentes nocivos lo representaba la temperatura que podía sumarse a la de trabajo propia del transformador, por lo que tomó como indicador la temperatura ``pico" o máxima local, quedando una tabla como la 6:

 

Factor de medio ambiente (hipotético)

Subfactor

 

A

B

C

D

E

 

Temperatura pico en el local

 

                   Entre 0 y 25 ° C

                   Entre 25 y 30 ° C

                   Entre 30 y 35 ° C

                   Entre 35 y 40 ° C

                   Más de 40 ° C

 

% de confiabilidad

 

100 = 1.00

95 = 0.95

80 = 0.80

50 = 0.50

25 = 0.25

 

 

        Con los factores y subfactores hasta aquí obtenidos, se ha conseguido un patrón de comparación que, aunque no es una norma matemáticamente lograda, es muy confiable para fines prácticos, sobre todo si el comité que tuvo a su cargo el estudio, estuvo formado por especialistas en la  materia, en este caso, de subestaciones eléctricas.

       

El siguiente paso es que el comité se dirija en donde se encuentra instalado el transformador por calificar y se revise éste paso a paso a la luz de los subfactores. Supongamos que encontramos lo mostrado en la tabla 7:

 

Factor

Valor

Condiciones encontradas

Subfac.

% de conf.

Medición o pruebas

Carga de trabajo

Edad

Apariencia física

Medio ambiente

40

30

12

10

8

 

Aislamiento 1.5 M&

80 de la nominal

6 años

Rotura de los aisl de salida

27 ° C

0.10

1.00

1.00

0.90

0.95

4

30

12

9

7.6

Totales

100