La metodología «RCM» ha emergido como una estrategia clave para optimizar la gestión de activos en diversas industrias, incluyendo la de distribución eléctrica.
Al aplicar los principios del RCM a las redes MT y BT, es posible identificar de manera proactiva los modos de falla potenciales y sus consecuencias, y con ello, optimizar el mantenimiento.
En este artículo, profundizaremos en esta metodología y su implementación en el diagnóstico de redes de distribución.
¿Qué es RCM?
«RCM» o Mantenimiento Centrado en la Confiabilidad es una metodología de análisis sistemática enfocada en las funciones críticas de un equipo y las fallas que pueden impedir su cumplimiento, aplicable a cualquier tipo de instalación industrial.
Así, el RCM determina las tareas de mantenimiento necesarias para cada equipo, basado en su función específica y los modos de falla potenciales.
En el contexto de redes de distribución eléctrica, la metodología RCM permite:
- Identificar los modos de falla más probables en la red y sus causas raíz, a través de un análisis detallado de los componentes.
- Determinar las tareas específicas para prevenir o detectar a tiempo los modos de falla críticos, evitando fallas catastróficas y reduciendo los costos de mantenimiento.
- Optimizar la programación del mantenimiento, basado en la condición del equipo y la probabilidad de falla.
Para ello, la metodología RCM se implementa sobre la base de una serie de pasos planificados y concatenados:
¿Cómo diagnosticar una red de distribución con RCM?
La Norma SAE JA1011 (Society of Automotive Engineers [SAE], 2009) establece que, para que un proceso sea reconocido como RCM, debe seguir los siguientes pasos:
1. Contexto operacional y funciones
Se delimita el contexto operativo, es decir, el conjunto de condiciones reales bajo las cuales opera la red de distribución, así como los criterios y parámetros de desempeño deseados por el usuario.
Conjuntamente, se precisa las funciones de cada elemento de dicha red eléctrica (transformadores, líneas, interruptores, seccionadores, etc.).
2. Fallas funcionales
Se identifica qué componente de la red puede fallar en el cumplimiento de sus funciones; esto requiere una clara comprensión del funcionamiento de cada elemento y el análisis detallado de los indicadores de rendimiento clave.
En tal sentido, puede hablarse de fallas funcionales totales (pérdida completa de la función) o parciales (degradación del desempeño).
3. Modos de falla
Se efectúa un estudio exhaustivo de los posibles modos y causas de cada falla funcional.
Para realizar este análisis es necesario tener en cuenta una amplia gama de eventos: desde aquellos que ya han sucedido y han sido documentados, hasta aquellos que podrían ocurrir en el futuro bajo ciertas condiciones operativas.
Asimismo, se deben considerar diversos factores, tales como: tiempo de uso, material, condiciones ambientales, medidas de seguridad y prevención existentes, cargas de la red, etc.
Las tareas a ejecutar incluyen el análisis de topología de la red, técnicas de diagnóstico (inspecciones visuales, pruebas eléctricas, análisis de aceite, termografía, etc.), análisis de Modos y Fallas, de criticidad, árbol de decisiones y análisis probabilístico de fallas.
Dato: La Norma Internacional ISO 14224 brinda una base para la recolección de datos de Confiabilidad y Mantenimiento, definiendo los modos de falla por clase de equipo.
4. Efectos de falla
Se describe qué sucede cuando ocurre el modo de falla, a fin de determinar hasta qué punto se considera relevante.
5. Consecuencias de la falla
Se evalúa las consecuencias de cada falla, en función del impacto generado en la continuidad del servicio, la seguridad del personal y los costos asociados a la reparación.
Asimismo, se clasifican las fallas según su severidad o riesgo (crítica, importante o tolerable) y la probabilidad de ocurrencia.
6. Tareas de mantenimiento
Se establecen las tareas de mantenimiento requeridas para predecir o prevenir la falla, contempladas en un plan detallado que incluye los intervalos de tiempo óptimos para su ejecución (según la tasa de degradación del componente y la probabilidad de falla).
Además, dicho plan abarca la efectividad, factibilidad, los procedimientos a seguir y los recursos y costos asociados.
También, se asigna la responsabilidad de cada tarea a un equipo específico para garantizar la adecuada implementación y ejecución del plan, así como la aplicación de las recomendaciones sugeridas.
7. Cambios
Finalmente, se evalúa si otras estrategias de gestión de fallas pueden ser más efectivas que las establecidas en el plan de mantenimiento y, en caso de considerarse, se efectúan los ajustes requeridos.
Previo a estos pasos, se debe recopilar información de los subsistemas, equipos y elementos que componen la red en estudio (esquemas, diagramas funcionales, diagramas unifilares, etc).
La implementación de la metodología se cumple por etapas:
Fases de implementación de RCM
La implementación de RCM en una red de distribución eléctrica se desarrolla en tres fases interrelacionadas:
1. Formación del equipo
El éxito de la aplicación de la metodología RCM depende en gran parte de la experiencia de los participantes.
Por ello, se debe seleccionar un equipo multidisciplinario con experiencia en mantenimiento, ingeniería eléctrica y operaciones, que recibirá capacitación en los principios fundamentales del RCM, sus beneficios y la metodología a seguir.
Igualmente, se elabora un inventario detallado de todos los componentes que conforman la red de distribución, incluyendo transformadores, líneas aéreas, subterráneas, celdas de protección, etc.
2. Fase de implantación
Se ejecuta cada paso de la metodología RCM enfocado en los equipos críticos, sus funciones y modos de falla potenciales.
3. Fase de decisión
Se define si el plan de mantenimiento propuesto es el adecuado o requiere modificaciones, y se asignan las responsabilidades a cada equipo de trabajo (flujograma u hoja de decisión).
Veamos un ejemplo sencillo de aplicación:
Caso de aplicación de RCM en una red de distribución
El objetivo del diagnóstico es evaluar el estado actual de una red de distribución eléctrica en una pequeña industria.
Para efectos del ejemplo, se asume que uno de los elementos de la red (Transformador de distribución) presenta una falla funcional.
Estas preguntas serán clave para la implementación de la metodología RCM:
- ¿Cuáles son las funciones deseadas y los estándares de funcionamiento del elemento en su contexto operacional presente?
- ¿De qué modo puede fallar el componente al cumplir sus funciones?
- ¿Cuál es la causa de cada falla funcional?
- ¿Qué pasa cuando ocurre cada falla?
- ¿Cuál es la consecuencia de cada falla?
- ¿Qué puede hacerse para predecir o prevenir la falla?
- ¿Qué hacer si no puede encontrarse una tarea proactiva adecuada?
He aquí un modelo de respuesta:
- Función: Reducir el voltaje de Media Tensión a Baja Tensión para alimentar a los consumidores.
- Modo de falla: No transforma la tensión adecuada en el lado de BT.
- Causas de falla: Material extraño en el bobinado, cortocircuito en el devanado de BT, ruptura de conductores, deterioro del aislamiento entre devanados, problema en el núcleo magnético, falla en las conexiones internas, sobrecarga térmica.
- Efectos de falla: Degradación del aislamiento, pérdida de eficiencia, disminución de la capacidad de carga, sobrecalentamiento.
- Consecuencias de la falla: Interrupción del suministro eléctrico, daño a otros equipos.
- Tareas de mantenimiento: Inspecciones visuales periódicas (mensuales) para detectar signos de deterioro, mediciones de temperatura y vibración (anuales), análisis de aceite (cada 2 años), pruebas de aislamiento (cada 5 años).
- Cambios: Enfoque reactivo, Reparación o sustitución.
Dato: Usualmente, cada empresa dispone de registros y formularios para efectuar el análisis de sus activos mediante RCM, facilitando con ello el proceso.
Como puede verse, aplicar RCM en el diagnóstico de redes de distribución MT y BT va más allá de la simple prevención de fallas.
Los análisis detallados permiten generar información crucial para ajustar y mejorar tanto la capacitación del personal como los manuales de operación y mantenimiento, resultando en una gestión más eficiente y efectiva de los equipos y, por lo tanto, una inversión estratégica.
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Referencias
Society of Automotive Engineers (SAE) JA1011. (2009). Evaluation criteria for reliability-centered maintenance (RCM) processes, 2 ed., Warrendale: SAE International.
