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Redundância e disponibilidade de sistemas

Informe MTBF e MTTR de cada unidade, o arranjo atual e o proposto e o custo da parada para ver a disponibilidade do sistema, as horas paradas por ano e o retorno de instalar a unidade reserva.

Ferramenta de pré-dimensionamento e estimativa: os resultados não substituem projeto, cálculo ou laudo assinado por profissional habilitado nem a verificação conforme as normas aplicáveis.

Estimativa preliminar
Unidade (bomba, compressor, ventilador)

Inclua no MTTR a espera por peças e por mão de obra: é o tempo real que a unidade fica indisponível.

Arranjos
Custos
Análise econômica
—Horas paradas por ano no arranjo proposto
—

Indisponibilidade esperada por arranjo

Horas por ano com o sistema parado, em escala logarítmica, para cada arranjo possível.

Toque no gráfico para ver os valores.

Efeito do tempo de reparo

Horas paradas por ano conforme o MTTR, no arranjo atual e no proposto.

Toque no gráfico para ver os valores.

Comparação dos arranjos

Retorno do projeto

Fluxo de caixa da melhoria: investimento no ano 0 e economia anual corrigida pelo aumento informado, descontada pela TMA.

Toque no gráfico para ver os valores.

O memorial reúne entradas, resultados, equações, hipóteses e referências desta página, com campos para projeto, responsável e revisão. Na janela de impressão, escolha Salvar como PDF.

Método, hipóteses e referências

Equações usadas

Disponibilidade da unidade: A = MTBF ÷ (MTBF + MTTR); u = 1 − A
k de n independentes: As = Σ (j = k..n) C(n, j) · Aᵢʲ · (1 − Aᵢ)ⁿ⁻ʲ
Causa comum (fator β): Aᵢ = 1 − (1 − β)·u; As,total = As · (1 − β·u)
Série (n de n): As = Aⁿ; horas paradas = (1 − As) × horas por ano
Ganho anual = Δhoras paradas × custo da parada − Δunidades × manutenção anual

Hipóteses e limites

  • Unidades iguais, em operação ou reserva quente, com reparo independente (uma equipe por unidade) e comutação perfeita.
  • O sistema para por completo quando menos de k unidades estão disponíveis; não considera operação com capacidade reduzida.
  • Reserva fria pode falhar na partida; inclua esse risco no fator β ou teste a reserva periodicamente.

Normas e documentos técnicos

  • IEC 61078:2016: Reliability block diagrams
  • IEC 61703:2016: Mathematical expressions for reliability, availability, maintainability and maintenance support terms
  • IEC 61508-6:2010, anexo D: modelo do fator β para falhas de causa comum
  • IEC 60300-3-1:2003: Dependability management — Analysis techniques for dependability

Legislação e regulamentos no Brasil

  • Instruções técnicas dos Corpos de Bombeiros e ABNT NBR 13714: sistemas de combate a incêndio com bomba principal e reserva
  • NR-13: caldeiras devem ter alimentação de água confiável; fabricantes e códigos (ASME Seção I, PG-61) exigem dois meios de alimentação em caldeiras maiores

Perguntas frequentes

Quanto uma bomba reserva aumenta a disponibilidade?

Com MTBF de 2.000 h e MTTR de 24 h, uma unidade fica indisponível cerca de 1,2% do tempo, mais de 100 h por ano. Com uma reserva e 5% de causa comum, o sistema fica parado poucas horas por ano.

O que é falha de causa comum?

É a falha que atinge todas as unidades juntas, como a perda da alimentação elétrica ou um erro repetido de manutenção. Ela limita o ganho da redundância e por isso deve ser reduzida com separação física e elétrica.

Reserva quente ou fria?

A quente opera junto e assume na hora, mas desgasta. A fria fica parada e preservada, mas pode falhar na partida. Teste periodicamente a reserva fria e alterne as unidades.