Por muito tempo acreditou-se que a degradação até a falha funcional de um equipamento seguia um único padrão ou perfis semelhantes em relação à Taxa de Falha (λ) no tempo. Este padrão da curva de degradação ficou popularmente conhecido como “Curva da Banheira”, ilustrado na Figura 2, onde pode-se observar uma divisão da escala temporal em três fases:
Figura 2 - “Curva da banheira” para equipamentos eletrônicos
Fonte: Monchy (1989, p.81)
• Fase 1 – Falha precoce ou “mortalidade infantil”, esta fase compreende a parte inicial da curva de distribuição quando o equipamento está em seu período inicial de operação, é onde a taxa de falha é elevada para muitos equipamentos;
• Fase 2 – Maturação ou “amaciamento”, esta fase compreende a maior parte da vida útil do equipamento, onde a taxa de falha é reduzida e relativamente constante;
2 RAUSAND, M. Reliability centered maintenance. Reliability Engineering & System Safety, v. 60, n. 2, p.
121–132, maio 1998. apud
IGBA, J. et al. A Systems Approach Towards Reliability-Centred Maintenance (RCM) of Wind Turbines.
• Fase 3 – Obsolescência ou “envelhecimento”, esta fase compreende a fase em que o ESC já está no fim de sua vida útil esperada, onde a taxa de falha volta a aumentar. Nesta fase, portanto, o ESC poderia ser substituído, reparado ou restabelecido a uma melhor condição.
Castro (1997) observa que a idade operacional não está necessariamente associada à confiabilidade, fato este que pode ser observado em seu trabalho, onde comenta que a indústria aeronáutica obteve maus resultados no desempenho operacional ao acreditar que a abrangência e a frequência das intervenções programadas eram indispensáveis para garantia da confiabilidade.
A esse respeito, Moubray (1997) comenta que as características de desgaste são frequentemente encontradas somente em equipamentos que entram em contato direto com o produto. Ou seja, ao acreditar que em aumentar a frequência de substituição de componentes por peças novas, por exemplo, estaria assim garantindo maior confiabilidade ao equipamento. Estes estudos mostraram que, deste modo, um pior desempenho operacional e custos elevados de manutenção são obtidos devido a uma maior ocorrência de falhas na fase de mortalidade infantil (maior λ), além de uma maior indisponibilidade do equipamento devido à alta frequência de paradas para substituição de componentes ainda em boas condições. Arcando-se com todos os custos envolvidos neste processo.
Os estudos pioneiros de Nowlan e Heap (1978) questionaram a tradicional “curva da banheira” e revelaram seis padrões, para representar a taxa de falha em relação ao tempo de operação de equipamentos mais complexos, com o uso e integração de uma grande variedade de componentes elétricos, eletrônicos e mecânicos, como indicado na Figura 3.
Figura 3 - Novos perfis das taxas de falha
Fonte: Nowlan e Heap (1978)
Observa-se que o padrão de falha ‘A’ é a ‘curva da banheira’ tradicional. Já os padrões ‘B’ e ‘C’, representam equipamentos com falhas relacionadas com o tempo de operação. Para o padrão ‘B’, fica caracterizada uma zona de desgaste, o que não ocorre para o padrão ‘C’. Neste caso, tem-se um lento aumento na taxa de falha. A característica do padrão ‘D’ é a ocorrência de uma baixa taxa de falha, quando o equipamento é novo; ocorre mais tarde um rápido aumento dessa taxa até atingir um nível constante. Os equipamentos com taxa de falha constante, independentemente de seu tempo de operação, seguem o padrão ‘E’. Por último, tem-se o padrão ‘F’, que apresenta um período inicial característico de mortalidade infantil, após este período a taxa de falha se mantém constante ao longo do tempo.
Os mesmos estudos de Nowlan e Heap (1978) para a indústria aeronáutica indicaram, também, que 4% dos equipamentos obedecem ao padrão ‘A’; 2% ao padrão ‘B’; 5% ao padrão ‘C’; 7% ao padrão ‘D’; 14% ao padrão ‘E’; e 68% o padrão ‘F’. Dessa maneira, 89% dos equipamentos não apresentam falhas associadas à idade operacional, casos “D”, “E” e “F”. Com relação a estes padrões, Moubray (1997) observa que o número de vezes que ocorrem nas aeronaves não é necessariamente o mesmo que ocorre na indústria em geral. Contudo, o autor afirma não ter dúvida que, como os equipamentos tornam-se mais complexos, recaem cada vez mais nos padrões ‘E’ e ‘F’.
Com base nos padrões apresentados, a estratégia geralmente adotada de substituir periodicamente algum equipamento ou componente, com a intenção de aumentar a confiabilidade, não é adequada por si só. Pois estas intervenções podem ser desnecessárias e invasivas, além do risco de introdução de falha no caso de erro de instalação do novo componente. Também pode adicionar maior probabilidade de falha por mortalidade infantil do novo componente e maior indisponibilidade do equipamento devido à parada de manutenção para esta substituição. Portanto, a confiabilidade não aumenta com simples substituições, na verdade pode diminuir, enquanto os custos aumentam.
Constata-se que os estudos de Nowlan e Heap (1978) culminaram no desenvolvimento do método RCM, devido à concepção vigente à época, de realizar a manutenção preventiva, simplesmente associada a intervalos de tempo pré-definidos. Essas manutenções, comumente associadas a substituições de componentes e equipamentos, apresentavam custos operacionais altos sem a contrapartida do aumento esperado de confiabilidade e disponibilidade, ao contrário, com o indesejável aumento da ocorrência de falhas.
O RCM preconiza um estudo mais cuidado destas questões, enfatiza a análise das funções e consequências das falhas, mais que nos equipamentos e na falha em si, procurando definir as tarefas de manutenção que sejam técnica e economicamente mais adequadas, utilizando as diferentes formas de manutenção para cada caso específico. Este método preconiza, por exemplo, a adoção de manutenção corretiva (ou estratégia de “Rodar até falhar”), quando as consequências de uma falha não são significativas para a função do ESC, o que representa uma quebra de paradigma da manutenção até então (NUNES, 2001).