Documento de referencia técnica para evaluación, priorización y planificación de mantenimiento.
La matriz de criticidad 1–5 presentada en este dossier proporciona un marco estructurado para:
Aplicable a las EDAR listadas: AGRÓN, BAZA, BENALÚA, BRÉCHULES.
El Índice de Criticidad (C) de cada equipo se calcula como:
\[C = 0{,}40 \times S + 0{,}30 \times P + 0{,}15 \times E + 0{,}15 \times F\]
Donde: - S (Seguridad y medio ambiente): 40 % de peso - P (Impacto en proceso/servicio): 30 % de peso - E (Impacto económico): 15 % de peso - F (Probabilidad de fallo): 15 % de peso
Cada parámetro se puntúa de 1 a 5, generando un índice C entre 1,0 y 5,0.
Evalúa el riesgo de incumplimiento normativo ambiental y accidentes con lesiones.
| Puntuación | Nivel | Definición |
|---|---|---|
| 5 | Catastrófico | Incumplimiento grave y repetido de límites de vertido (DBO, DQO, N, P, patógenos) o desbordes directos al medio receptor. Riesgo alto de atmósferas tóxicas (H₂S), espacios confinados, caídas a fosos profundos sin mitigación. |
| 4 | Severo | Episodios aislados de vertido fuera de norma con posibilidad de sanción significativa. Riesgo relevante de lesión controlable con EPI y maniobras de seguridad. |
| 3 | Moderado | Empeoramiento sensible del rendimiento (sube DBO, SST) pero normalmente se mantiene dentro de límites con ajustes operacionales. Riesgos de seguridad leves o muy localizados. |
| 2 | Menor | Impacto ambiental pequeño o muy local (p.ej. charcos internos, olores limitados a interior de nave). Sin riesgo apreciable para personas en condiciones normales. |
| 1 | Insignificante | No afecta al vertido ni genera riesgos ambientales o de seguridad identificables. |
Ejemplos de asignación: - Bombas de agua bruta: S=5 (parada → sin tratamiento, vertido incontrolado) - PLC general: S=5 (parada total de planta) - Válvulas pasivas: S=2–3 (impacto localizado)
Referencia normativa: Directiva 91/271/CEE (tratamiento aguas residuales urbanas), Real Decreto 1620/2005, IEC 60300-3-11 (RCM).
Evalúa la capacidad de tratar caudal, mantener calidad de efluente, y continuidad de operación.
| Puntuación | Nivel | Definición |
|---|---|---|
| 5 | Catastrófico | Parada total de EDAR o imposibilidad de tratar caudal reglamentario (p.ej. bombeo de entrada único sin by-pass, PLC general sin redundancia, soplantes únicas). |
| 4 | Severo | Pérdida de una línea esencial (un reactor biológico de dos, un decantador de uno) o reducción de capacidad ≥50 %. Existe by-pass o línea alternativa pero con rendimiento degradado. |
| 3 | Moderado | Afecta a parte del proceso (una bomba de recirculación de varias, un decantador secundario de varios) pero se puede seguir operando con menor margen, mayor energía o acumulación temporal de fangos. |
| 2 | Menor | Afecta sólo a auxiliares (lavados de telas, aireación de salas, servicios de riego interno) sin comprometer la capacidad de tratamiento del caudal principal. |
| 1 | Insignificante | Prácticamente sin efecto en la continuidad de operación ni en el rendimiento global de la planta. |
Ejemplos de asignación: - Bombas de cabecera (agua bruta): P=5 (sin entrada → sin tratamiento) - Soplantes/turbinas de aireación: P=5 (sin aireación → colapso biológico) - Bomba de recirculación (de varias): P=4–5 (reduce MLSS, afecta proceso) - Motor de cintas de residuos: P=2 (no afecta vertido principal)
Referencia normativa: IEC 60300-3-11, ISO 55000 (Asset Management).
Evalúa costes totales: reparación, repuestos, sanciones, energía extra, paras de planta.
| Puntuación | Nivel | Rango de coste | Definición |
|---|---|---|---|
| 5 | Catastrófico | > 100 k€ | Sustitución completa (soplante grande, transformador principal, PLC general, cuadro eléctrico). Sanciones ambientales/administrativas significativas. Alquiler de cisternas o grupos de emergencia. |
| 4 | Severo | 20–100 k€ | Equipos importantes, reparaciones profundas, paradas con contratas externas especializadas, alquiler de grupo electrógeno, cisternas de recirculación temporal. |
| 3 | Moderado | 5–20 k€ | Reparaciones de coste significativo pero asumibles en presupuesto anual. Trabajo especializado interno o externo moderado. |
| 2 | Menor | < 5 k€ | Costes bajos, repuestos estándar, trabajo interno. Energía extra despreciable o acotada. |
| 1 | Insignificante | < 500 € | Coste prácticamente nulo o absorbible en rutina diaria de mantenimiento. |
Ejemplos de asignación: - Soplante principal (25 kW, rotura de eje): E=5 (80–120 k€ sustitución + parada) - Motor de reja automática: E=3 (reparación 8–12 k€) - Válvula compuerta: E=1–2 (reparación/sustitución 1–3 k€)
Referencia normativa: Análisis de costes de ciclo de vida (LCC), ISO 55001 (Asset Management).
Evalúa frecuencia histórica de averías, edad, entorno y modo de operación.
| Puntuación | Nivel | Historial de fallos | Definición |
|---|---|---|---|
| 5 | Muy alta | ≥ 3 fallos/año | Averías frecuentes, MTBF muy bajo. Entorno muy severo (sumergido en fangos abrasivos, vibraciones extremas, atmósfera corrosiva). Equipo claramente obsoleto u obsoleto. |
| 4 | Alta | 1–2 fallos/año | Patrón claro de fallos, tendencia creciente, o condiciones de operación muy severas. Equipo viejo con muchas horas de servicio. |
| 3 | Media | Algún fallo últimos 2–3 años | Fallos puntuales sin patrón preocupante. Entorno y operación normales. Equipo con edad moderada pero mantenimiento adecuado. |
| 2 | Baja | Un único fallo menor en varios años | Equipos modernos con buen historial. Operación dentro de especificación, mantenimiento realizado. |
| 1 | Muy baja | Sin fallos significativos en ≥ 5 años | Buen diseño, operación benigna, control y mantenimiento excelentes. Nuevos o de reciente sustitución. |
Ejemplos de asignación: - Bomba sumergida antigua (>10 años, 3 reparaciones/año): F=5 - Soplante modern a (5 años, 1 fallo en 5 años): F=1–2 - Caudalímetro (2 fallos en 3 años por ensuciamiento, mantenible): F=3
Referencia normativa: IEC 60300-3-5 (Reliability data), MTBF empírico en explotación.
Se han definido 8 familias homogéneas de equipos, cada una con asignaciones típicas de S, P, E, F:
Ejemplos: Bombas de agua bruta, recirculación, fangos; agitadores sumergidos.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 4–5 | Fallo → parada de proceso o desborde. Riesgo de atmósferas tóxicas en acceso. |
| P | 4–5 | Críticos para continuidad. Si son únicos, parada total o by-pass incontrolado. |
| E | 4 | Reparaciones 15–50 k€ (sellos, rodamientos, motor). |
| F | 3 | Entorno agresivo (sumergido, abrasión), desgaste de sellos 3–5 años. MTBF típico 3–4 años en servicio continuo 24/7. |
| C típico | 4,4–4,6 | ALTA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Weibull con β
≈ 2,5–3,0 (desgaste)
\[R(t) = e^{-(t/\eta)^{2{,}5}}\]
MTBF objetivo: 3–5 años (80–90 % confianza)
Ejemplos: Soplantes de lóbulos, turbinas de aireación, motoreductores de cintas y tornillos.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 3–4 | Fallo → reducción de aireación o parada de línea de sólidos. Riesgo leve de atmósferas. |
| P | 4–5 | Soplantes → colapso biológico. Turbinas → idem. Cintas → acumulación de sólidos. |
| E | 3–4 | Reparación/sustitución 20–60 k€. |
| F | 2–3 | Entorno menos agresivo que sumergidos. Rodamientos 5–8 años, engranajes bien lubricados duran más. |
| C típico | 3,9–4,3 | ALTA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Weibull con β
≈ 1,8–2,2
\[R(t) = e^{-(t/\eta)^{2}}\]
MTBF objetivo: 5–8 años (80–90 % confianza)
Ejemplos: Decantadores secundarios (puentes, rasquetas), cintas transportadoras de residuos, tornillos de transporte, compuertas motorizadas.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 2–3 | Poco riesgo directo ambiental; riesgos de seguridad leves (atrapamiento). |
| P | 2–3 | Afectan a procesos secundarios; reducción parcial pero no parada total. |
| E | 2–3 | Reparación/sustitución 5–15 k€. |
| F | 2 | Baja velocidad, cargas moderadas, entorno menos severo. Fallos más raros, ligados a gripado/corrosión. |
| C típico | 2,4–2,8 | MEDIA CRITICIDAD (límite bajo-alto) |
Modelo de fiabilidad: Exponencial
(tasa casi constante en vida útil)
\[R(t) = e^{-t/\theta}\] MTBF
objetivo: 4–8 años (80 % confianza)
Ejemplos: Caudalímetros (EM, ultrasónicos), medidores de oxígeno, pH, redox, boyas de nivel.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 2–3 | Ensuciamiento o fallo de sonda → mala regulación pero sin vertido inmediato. Impacto ambiental moderado a medio plazo. |
| P | 2–3 | Afecta control de proceso, no operación en sí. Operación manual posible. |
| E | 2–3 | Reparación/reemplazo 3–8 k€. Calibración periódica 0,3–1 k€/año. |
| F | 2–3 | Fallos por ensuciamiento (difusores, electrodos), derivación electrónica, humedad. MTBF 5–10 años. |
| C típico | 2,3–2,8 | MEDIA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Exponencial
(fallos aleatorios electrónicos) + desgaste lento
(drift de calibración)
\[R(t) = e^{-t/\theta}\] con
recalibración periódica MTBF objetivo: 5–10 años (80 %
confianza)
Ejemplos: PLC (general, pretratamiento, biológico, deshidratación), módulos de I/O, SCADA, comunicaciones (Ethernet, radio), telecontrol, PC de control.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 4–5 | Fallo de PLC general → parada total sin respuesta. Riesgo de vertidos incontrolados. Crítico para seguridad del proceso. |
| P | 4–5 | PLC general → parada. PLC específico (p.ej. deshidratación) → afecta línea completa. |
| E | 4–5 | Sustitución de PLC general 30–50 k€ + integración/programación. |
| F | 2 | Electrónica moderna, bien protegida. Fallos raros en fase útil. MTBF típico 10–15 años. |
| C típico | 4,1–4,5 (PLC general), 3,8–4,1 (PLC específico) | ALTA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Exponencial
(fallos aleatorios de componentes electrónicos)
\[R(t) = e^{-t/\theta}\] MTBF
objetivo: 10–15 años (90 % confianza para PLC general); 8–10
años para PLC específicos.
Estrategia: Redundancia, pruebas funcionales mensuales, backup de programas, histórico de versiones.
Ejemplos: Motores eléctricos (de bombas, reductores, compuertas), variadores de frecuencia, transformadores, SAI, baterías de condensadores, grupos electrógenos.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 4–5 | Motor crítico sin backup → parada. Transformador fallido → pérdida de energía. Riesgo eléctrico alto. |
| P | 4–5 | Motores críticos (soplantes, bombas): parada de línea. |
| E | 4–5 | Motor principal 10–20 k€, transformador 30–80 k€, variador 8–15 k€. Incluye integración. |
| F | 2–3 | Motores: desgaste aislante, rodamientos (vida útil 15–20 años en servicio 24/7 continuo). Variadores: fallos aleatorios (condensadores, tiristores) en fase útil. Transformadores: envejecimiento dieléctrico lento. |
| C típico | 4,0–4,4 (motor crítico), 3,7–4,2 (variador), 3,9–4,3 (transformador) | ALTA/MEDIA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad:
- Motor: Weibull con β ≈ 2–3 (envejecimiento aislante
en fases posteriores)
\[R_{motor}(t) = e^{-(t/\eta)^{2}}\] -
Variador: Exponencial (fallos aleatorios
electrónicos)
\[R_{variador}(t) = e^{-t/\theta}\]
MTBF objetivo: Motor 15–20 años; variador 8–12 años
(80–90 % confianza).
Estrategia: Pruebas dieléctricas anuales (transformador), termografía de conexiones, monitoreo de aislamiento.
Ejemplos: Válvulas compuerta, tuberías, difusores de aire (pasivos), canales, depósitos, lagunas, biofiltros pasivos, arquetas.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 1–3 | Bajo riesgo; impacto muy local. Difusores colmatados → menos eficiencia pero no parada. |
| P | 1–3 | Sin movimiento o movimiento mínimo. Fallos lentos por corrosión/incrustación. |
| E | 1–2 | Costes muy bajos; reparación/sustitución 0,5–5 k€. |
| F | 1–2 | Sin partes rotativas activas. Fallos raros, ligados a corrosión, abrasión, tiempo. Vida muy larga (20–30 años). |
| C típico | 1,5–2,3 | BAJA/MEDIA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Exponencial
con λ muy bajo (tasa de fallo casi constante, muy baja)
\[R(t) = e^{-t/\theta}\] con θ ≈ 20–30
años
Excepción: Difusores de aireación fina pueden modelarse con Weibull β > 1 para colmatación progresiva.
Ejemplos: Puentes grúa, polipastos, grupos de presión de agua potable/servicios, compresores de aire, extractores de ventilación, iluminación.
| Criterio | Valor típico | Justificación |
|---|---|---|
| S | 1–2 | Bajo riesgo ambiental. Riesgos de seguridad (caída de carga, atrapamiento en grúa) pero mitigables. |
| P | 1–2 | Uso intermitente. Fallo no afecta proceso principal. |
| E | 2–3 | Costes moderados 2–10 k€. Repuestos disponibles. |
| F | 1–2 | Uso variable, no 24/7. Mantenimiento fácil. MTBF variable según maniobras. |
| C típico | 1,6–2,2 | BAJA CRITICIDAD |
Modelo de fiabilidad: Exponencial o Weibull con β ≈ 1,2–1,5, ajustado a número de ciclos/maniobras.
Basados en la norma IEC 60300-3-4 y prácticas de RCM, se proponen:
| Familia | Modelo | β | MTBF (años) | R(1 año) CL=80% | R(1 año) CL=90% | Estrategia |
|---|---|---|---|---|---|---|
| Rotativos sumergidos | Weibull | 2.5 | 4.0 | 0.95 | 0.93 | Condición (vibraciones, temperatura) + sustitución preventiva 3–5 años |
| Rotativos en seco | Weibull | 2.0 | 7.0 | 0.94 | 0.91 | Vibraciones trimestrales, termografía, sustitución 5–8 años |
| Mecánicos lentos | Exponencial | 1.0 | 5.5 | 0.91 | 0.88 | Inspección visual mensual, lubricación, reparación por condición |
| Instrumentación | Exponencial | 1.0 | 7.0 | 0.92 | 0.90 | Calibración trimestral, limpieza, sustitución 5–10 años |
| Automatización | Exponencial | 1.0 | 12.0 | 0.97 | 0.96 | Pruebas funcionales mensuales, redundancia PLC general |
| Eléctricos de potencia | Weibull/Exp | 1.5 | 15.0 | 0.96 | 0.95 | Pruebas dieléctricas anuales, termografía, sustitución 20 años |
| Hidráulicos estáticos | Exponencial | 1.0 | 25.0 | 0.98 | 0.97 | Inspección corrosión anual, sustitución 20–30 años |
| Auxiliares y servicios | Exponencial | 1.0 | 10.0 | 0.93 | 0.91 | Mantenimiento por uso, lubricación periódica |
\[R(t) = e^{-\lambda t} = e^{-t/\theta}\]
Donde: - λ = tasa de fallo constante (fallos/hora) - θ = MTBF (hora media entre fallos) - t = tiempo de misión (horas)
Intervalo de confianza (chi-cuadrado) para θ: \[\theta_{\text{inf}} = \dfrac{2 \times T_{\text{total}}}{\chi^{2}_{1-\alpha/2; 2r}} \quad \text{;} \quad \theta_{\text{sup}} = \dfrac{2 \times T_{\text{total}}}{\chi^{2}_{\alpha/2; 2r}}\]
Donde r = número de fallos observados en tiempo total T.
Aplicación: Instrumentación, PLC, auxiliares, válvulas pasivas.
\[R(t) = e^{-(t/\eta)^{\beta}}\]
Donde: - η = parámetro de escala (vida característica, años) - β = parámetro de forma: - β < 1: tasa decreciente (mortalidad infantil, fallos precoces) - β = 1: tasa constante (equivalente a exponencial) - β > 1: tasa creciente (desgaste, envejecimiento) - t = tiempo de misión (años)
Relación MTBF-Weibull: \[\text{MTBF} = \eta \times \Gamma\left(1 + \frac{1}{\beta}\right)\]
Donde Γ es la función gamma.
Ejemplo numérico para bomba sumergida (β=2.5, η=4 años): \[\text{MTBF} = 4 \times \Gamma(1.4) \approx 4 \times 0.887 = 3.55 \text{ años}\]
\[R(1 \text{ año}) = e^{-(1/4)^{2.5}} = e^{-0.0563} \approx 0.945\]
Aplicación: Rotativos sumergidos (β≈2.5), rotativos en seco (β≈2.0), motores eléctricos (β≈2-3).
Para cada equipo de inventario: - Ubicación y función en planta - Familia tecnológica (según clasificación) - Histórico de fallos (últimos 3–5 años) - Edad y condición actual - Criticidad de backup/redundancia - Coste estimado de reparación
Asignar 1–5 según criterios de sección 3, con input de: - Jefe de explotación (operación, fallos) - Jefe de mantenimiento (costes, MTBF) - Responsable de seguridad/calidad (riesgos ambientales)
Aplicar fórmula: C = 0.40×S + 0.30×P + 0.15×E + 0.15×F
Según familia y criticidad: - ALTA criticidad: RCM (análisis de modos de fallo), condición, redundancia - MEDIA criticidad: Preventivo por edad + condición - BAJA criticidad: Correctivo o preventivo simple
Se han incorporado 54 equipos críticos de 4 EDAR:
| Familia | Cantidad | % |
|---|---|---|
| Rotativos sumergidos | 15 | 28 % |
| Rotativos en seco | 12 | 22 % |
| Eléctricos de potencia | 10 | 19 % |
| Instrumentación de proceso | 6 | 11 % |
| Automatización y control | 4 | 7 % |
| Mecánicos lentos/estáticos | 4 | 7 % |
| Auxiliares y servicios | 2 | 4 % |
| Hidráulicos estáticos | 1 | 2 % |
Se han identificado 24 equipos con criticidad alta, priorizados para mantenimiento preventivo/condición e inversión:
Ejemplos principales: - Bombas agua bruta (3 unidades en BAZA) → C ≈ 4.4 - Soplantes pretratamiento (2 unidades en BAZA) → C ≈ 4.4 - Turbinas aireación reactores (4 unidades en BAZA) → C ≈ 4.4 - Bombas recirculación (2 unidades en BAZA) → C ≈ 4.5 - PLC general (1 unidad en BAZA) → C ≈ 4.6 - Transformador principal (1 unidad en BAZA) → C ≈ 4.5 - Stahlermatic (2 unidades en BRÉCHULES) → C ≈ 4.3
Acción recomendada: Análisis RCM, planificación de sustitución preventiva, redundancia, histórico detallado de fallos.
La matriz de criticidad 1–5 proporciona un marco sistemático, objetivo y escalable para:
✓ Clasificar equipos según impacto y riesgo
✓ Asignar recursos de mantenimiento de forma
eficiente
✓ Predecir fallos mediante modelos de fiabilidad
(Weibull, exponencial)
✓ Cumplir normativas de dependabilidad (IEC 60300, EN
13306)
✓ Mejorar continuidad de operación y reducir costes
totales de ciclo de vida
La aplicación de esta matriz a tu EDAR permitirá: - Aumentar disponibilidad de planta (objetivo: A ≥ 0.99) - Reducir costes de mantenimiento (optimización de preventivo vs correctivo) - Mitigar riesgos ambientales y de seguridad - Planificar inversiones a largo plazo (renovación de equipos envejecidos)
Documento preparado: Diciembre 2025
Aplicable a: EDAR AGRÓN, BAZA, BENALÚA, BRÉCHULES
Versión: 1.0
Referencia normativa: IEC 60300-3-11, ISO 55000, EN
13306