Curva da banheira

Conceito fundamental: A curva da banheira modela a taxa de falha de equipamentos (e sistemas) ao longo do tempo, dividida em três regiões distintas: mortalidade infantil, falhas aleatórias (casuais) e desgaste. Inspirada na demografia humana, é uma das ferramentas mais didáticas para entender o comportamento de falhas.

Premissas básicas

  • A taxa de falha λ(t) varia conforme o tempo de operação (ou ciclos, milhas, etc.).
  • Durante o período inicial (infant mortality), componentes com defeitos de fabricação ou montagem falham precocemente – taxa decrescente.
  • No período de vida útil (chance failures), as falhas ocorrem de forma aleatória, com taxa constante (distribuição exponencial).
  • No período de desgaste (wear‑out), a taxa aumenta devido à fadiga, corrosão, envelhecimento – requer manutenção preventiva ou substituição programada.
  • Nem todo equipamento segue rigorosamente as três fases; alguns podem apresentar apenas duas fases ou padrões distintos (ex: eletrônicos com mortalidade infantil + vida útil longa).

Aplicações práticas

  • Estratégia de manutenção: na região de mortalidade infantil → “run‑in” ou burn‑in; na região aleatória → manutenção corretiva ou preditiva; na região de desgaste → manutenção preventiva ou substituição em tempo fixo.
  • Garantia e qualidade: identificar defeitos precoces através de testes de estresse (HALT, ESS) para eliminar falhas infantis antes da entrega ao cliente.
  • Projeto de vida útil: define o período ótimo para revisões, trocas ou aposentadoria de ativos.
  • Análise de Weibull: o parâmetro de forma β indica a fase: β < 1 (mortalidade infantil), β = 1 (falhas casuais), β > 1 (desgaste).

Exemplo (indústria de processos): Bombas centrífugas novas em uma refinaria. Nos primeiros 6 meses, muitas falhas de selo e rolamento (mortalidade infantil) – resolvidas com comissionamento rigoroso. Após esse período, taxa constante por 4 anos (falhas aleatórias: sobrecarga, erro operacional). A partir do 5º ano, aumento de falhas por fadiga do eixo e desgaste de palhetas → implementa‑se troca programada aos 6 anos.

Cuidados e armadilhas

  • Não assumir que toda falha segue a curva da banheira sem análise de dados reais.
  • A falta de dados censurados (suspensões) pode distorcer a estimativa das fases.
  • Muitos equipamentos modernos podem não apresentar desgaste evidente dentro do horizonte de estudo (β ≈ 1).
  • O uso da curva como justificativa para manutenção baseada no tempo requer validação com Weibull.

Fonte original: Barringer, P. – "Reliability Tools". A curva da banheira é mencionada em MIL‑HDBK‑338 e amplamente utilizada em programas de Confiabilidade Centrada na Manutenção (RCM).

Glossário

Função requerida

Segundo a BS EN 13306:2017 – 2.6 função requerida pode ser definida como: função ou combinações de funções de um item que são consideradas necessárias para cumprir um requisitos específico.

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Função requerida

  • Como saber se um ativo está entregando o esperado?
  • Como saber se ele é confiável?
  • Como saber se a manutenção está atuando corretamente?

Para responder essas perguntas, precisamos ter mapeado o que um ativo deve entregar para um processo.

Vamos listar as funções de um compressor de ar:

  • Fornecer ar comprimido para o tanque
  • Filtrar e remover partículas da entrada de ar
  • Monitorar o nível de pressão
  • Operar com confiabilidade

Imagine um operador ou inspetor com essa lista, ele ficará perdido, afinal, o compressor pode estar fornecendo 1000L/min ou 1600L/min, qual o correto ? E qual a pressão de ar necessária ? Se o compressor estiver entregando 1300L/min, ele está em falha ?

Vamo refazer nossa lista de funções:

  • Fornecer ar comprimido livre de óleo, com temperatura inferior a 35°C, em um mínimo de 1600L/min, pressão de saída de 68 bar, com variação máxima de 0,3 bar;
  • Não exceder 90dB em níveis de ruído
  • Operar com confiabilidade mínima de 0,95 para 1000h de operação, sob as condições acima

Perceba que agora há critérios de operação, saúde ocupacional e confiabilidade. Com essas informações é possível saber se ativo está cumprindo seu papel no dia-a-dia da empresa.

Definição

Segundo a BS EN 13306:2017 – 2.6 função requerida pode ser definida como: função ou combinações de funções de um item que são consideradas necessárias para cumprir um requisitos específico.

Conclusão

Definir claramente a função requerida de um ativo é essencial para fazer análise de criticidade, análise de modos e efeitos de falhas (FMEA), elaborar planos de manutenção e gerir CAPEX e OPEX.

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MTBF

Entenda o que é e como esse indicador pode levar a decisões equivocadas.

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MTBF

É o tempo médio entre falhas, ou seja, o tempo que o equipamento cumpriu sua função no processo, divido pelo número de falhas.

Exemplo
𝑀𝑇𝐵𝐹=(∑𝐻𝑅𝑠𝑐𝑢𝑚𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑜𝑎𝑓𝑢𝑛ça~𝑜𝑛𝑜𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜)(𝑁°𝑑𝑒𝑓𝑎𝑙ℎ𝑎𝑠)𝑀𝑇𝐵𝐹= \frac{(∑𝐻𝑅𝑠 \quad 𝑐𝑢𝑚𝑝𝑟𝑖𝑛𝑑𝑜 \quad 𝑎 \quad 𝑓𝑢𝑛çã𝑜 \quad 𝑛𝑜 \quad 𝑝𝑟𝑜𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜)}{(𝑁° \quad 𝑑𝑒 \quad 𝑓𝑎𝑙ℎ𝑎𝑠)}
MTBF=200+450+4000+14004MTBF = \frac{200+450+4000+1400}{4}
MTBF=1512horasMTBF = 1512 \quad horas

Para o exemplo o MTBF é 1512 horas, muito acima dos dois primeiros termos do somatório e muito abaixo do terceiro. Imagine a confusão ao explicar isso a um gestor.

Aplicação

Existem metodologias específicas, como análise de crescimento da confiabilidade (RGA), que utilizam a tendência do MTBF para avaliar o resultado do trabalho realizado em um sistema ou equipamento.

Fora do contexto correto, usar o MTBF pode levar a tomada de decisões equivocadas.

O MTBF não é
  • O MTBF não é a confiabilidade
  • Não é o tempo até a próxima falha
  • Não é um bom parâmetro para determinar intervalos de manutenção preventiva
Conclusão

O MTBF é uma média, e como toda média, é facilmente influenciável por valores extremos, tornando-o pouco confiável para tomar decisões, sem uma análise estatística adequada.

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