Tradicionalmente, la literatura de la ingeniería de mantenimiento habla de manera redundante del intervalo P-F para un fallo; se establecen teorías y porcentajes relativos sobre la estrategia de mantenimiento, sin embargo, no se indica cómo se modela esa curva, qué forma (o formas) tiene y cómo se puede determinar el tiempo de vida remanente del componente, aspecto vital para evitar que una falla tenga consecuencias importantes.

El problema, entonces, pasa a ser cómo determinar el tiempo reactivo de acción a partir de las condiciones.

No obstante, esto que aparece en los libros como un tema conceptualmente sencillo, no lo es en la práctica. Esto, por las siguientes restricciones:

• ¿Cuál es el síntoma a monitorear? Lamentablemente, las fallas no tienen un solo síntoma.

• La curva P-F real solo se obtendrá cuando todos los componentes fallen.

• ¿Cuántas inspecciones se necesitan para poder aproximar la curva P-F?

Para acercarnos a esta materia, usaremos como ejemplo el caso de un motor de inducción trifásico de media tensión. El mencionado equipo comenzó a presentar cambios tanto en su nivel de aislamiento como en los demás parámetros de aislamiento. Los síntomas eran:

• Disminución de nivel de aislamiento, de acuerdo a IEEE-43.

• Disminución de PI/DAR, de acuerdo a IEEE-43 (gran concentración de partículas).

• Cambio en la pendiente a la respuesta del escalón de tensión, de acuerdo a IEEE- 95 (distribuido en toda la superficie del bobinado).

• Aumento de corriente de fuga, de acuerdo a IEEE-95 (aumento del tamaño de cavidades en el dieléctrico).

• Estado aceptable dentro del 5% para ensayo de Surge, de acuerdo a IEEE-522 (no es un problema de laminación).

La pregunta que sigue es, ¿cuál de todos los síntomas es el que se monitoreará y sobre cuál se construirá el intervalo P-F?

Figura 1. Curva P-F modificada.

Figura 2.

Figura 3.

Figura 4.

Figura 5.

Para el motor eléctrico en cuestión, el valor de aislación es estimador de la vida remanente y los otros ensayos dan información sobre las causas, que para este caso en particular, corresponde al resecamiento del dieléctrico, lo cual contamina el resto de devanado.

La segunda incógnita a determinar es cuál es la forma de la curva P-F para estimar el tiempo de funcionamiento remanente. Una primera aproximación sería utilizar un método gráfico, pero éste es susceptible a la escala del gráfico, siendo por lo tanto muy impreciso (Figuras 2 y 6). Una segunda estrategia sería utilizar las posibles pendientes y realizar una simulación de tipo Montecarlo. No obstante, se trata de una solución muy matemática y no-asociada con el comportamiento del componente.

La tercera alternativa, y por cierto más certera, es emplear la función de riesgo del componente (obtenido a partir de una distribución Weibull o Log- Normal), la que requiere realizar previamente un análisis de datos de fallos. La función conocida tenía por tiempo total de vida cerca de 11 años y la causa de la degradación era una mala impregnación del barniz, por lo que la curva se parece al síntoma monitoreado. Estableciendo el punto P a la primera excepción, el remanente de vida para similares condiciones de carga y operación fue del orden de 4,2 meses desde la última medición. El fallo finalmente ocurrió a los 6,5 meses (ver Figura 7).

Figura 7. Probabilidad de Falla vs. Tiempo.

Tras realizar este ejercicio, podemos concluir que para tener una estimación certera de la vida remanente (y, por ende, disminuir el impacto de las fallas), es necesario tener claro qué síntomas permiten establecer el ciclo de vida y cuáles pueden considerarse como complementarios.

En la estrategia de mantenimiento, se debe modelar la vida esperada, siendo esta la primera aproximación a la forma de la curva P-F. Además, se recomienda monitorear desde el principio, y no desde situaciones de alarma (frecuencia de inspección óptima).

Esta metodología es aplicable a cualquier técnica predictiva, y es importante contar con equipamiento específico. En este caso particular, se usó un analizador avanzado de bobinado.