Definiciones Básicas de Falla

Falla: Decimos que algo falla cuando deja de brindarnos el servicio que debía darnos o cuando aparecen efectos indeseables, según las especificaciones de diseño con las que fue construido o instalado el bien en cuestión.

Entendiendo la falla

Cada falla que se puede presentar en una planta de proceso, representa un riesgo potencial, por lo cual es esencial entender cómo se presenta, entendiendo la forma en que los equipos fallan, podremos diseñar mejores acciones correctivas o preventivas. En este caso, las acciones son tareas de mantenimiento. Estas acciones, son derivadas del proceso de análisis de modos de falla, de modo que a cada modo de falla le corresponde una tarea. Podemos definir entonces un modo de falla, como “la forma” en que un equipo o activo falla.

Es importante para el entendimiento de la falla, poder identificar los dos diferentes estados de falla que se pueden presentar (“fault” y “failure”); primeramente, aquel estado de falla, en el cual un activo simplemente deja de funcionar y otro, en el cual el activo no desempeña su función conforme a un estándar de desempeño deseado o bien, conforme a las necesidades que el usuario tiene, pero no necesariamente deja de funcionar. Es esta última condición, es la que más nos interesa estudiar y la denominamos “falla funcional”, así, una falla será aquella que evita que un activo desempeñe su función conforme a un estándar de desempeño definido.

Efectos y consecuencias de la falla

Los efectos de la falla son considerados como la  forma en la que la falla se manifiesta, es decir, como  se ve perturbado el sistema ante la falla del equipo o  activo, ya sea local o en otra parte del sistema, estas  manifestaciones pueden ser: aumento / disminución 
de nivel, mayor / menor temperatura, activación de  señales, alarmas o dispositivos de seguridad, entre otras; similarmente, se considera también la sintomatología de la falla, ruido, aumento de vibración, etc.Para el caso de las consecuencias, éstas son referidas  a los impactos derivados de la falla en los diversos receptores de interés. Se consideran las consecuencias a la seguridad de las personas, medio ambiente y producción. Cabe mencionar que a fin de darle  consistencia normativa al análisis.

Clasificación de las fallas:

1.- Fallas Tempranas: Ocurren al principio de la vida útil y constituyen un porcentaje pequeño del total de fallas. Pueden ser causadas por problemas de materiales, de diseño o de montaje.

2.- Fallas Adultas: Son las fallas que presentan mayor frecuencia durante la vida útil. Son derivadas de las condiciones de operación y se presentan más lentamente que las anteriores (suciedad en un filtro de aire, cambios de rodamientos de una máquina, etc.).

3.- Fallas Tardías: Representan una pequeña fracción de las fallas totales, aparecen en forma lenta y ocurren en la etapa final de la vida del bien (envejecimiento de la aislación de un pequeño motor eléctrico, perdida de flujo luminoso de una lámpara, etc.

Herramienta y métodos para detectar las fallas 

ANÁLISIS DE MODO Y EFECTO DE FALLAS POTENCIALES (AMEF)  

El Análisis de modos y efectos de fallas potenciales, AMEF, es un proceso sistemático para la identificación de las fallas potenciales del diseño de un producto o de un proceso antes de que éstas ocurran, con el propósito de eliminarlas o de minimizar el riesgo asociado a las mismas.

Por lo tanto, el AMEF puede ser considerado como un metodo analítico estandarizado para detectar y eliminar problemas de forma sistemática y total, cuyos objetivo principales son:  

• Reconocer y evaluar los modos de fallas potenciales y las causas asociadas con el diseño y manufactura de un producto.
• Determinar los efectos de las fallas potenciales en el desempeño del sistema.
• Identificar las acciones que podrán eliminar o reducir la oportunidad de que ocurra la falla potencial.
• Analizar la confiabilidad del sistema.
• Documentar el proceso    

REQUERIMIENTOS DEL AMEF

Para hacer un AMEF se requiere lo siguiente:  

• Un equipo de personas con el compromiso de mejorar la capacidad de diseño para satisfacer las necesidades del cliente.
• Diagramas esquemáticos y de bloque de cada nivel del sistema, desde subensambles hasta el sistema completo.
• Especificaciones de los componentes, lista de piezas y datos del diseño.
• Especificaciones funcionales de módulos, subensambles, etc.
• Requerimientos de manufactura y detalles de los procesos que se van a utilizar. 

AMFE puede ofrecer un enfoque analítico al gestionar los modos de fallos potenciales y sus causas asociadas. Al tener en cuenta posibles fallos en el diseño de seguridad, coste, rendimiento, calidad o resistencia, un ingeniero puede obtener una gran cantidad de información sobre como alterar los procesos de fabricación para evitar estos fallos.

AMFE otorga una herramienta sencilla para determinar que riesgo es el más importante, y por lo tanto que acción es necesaria para prevenir el problema antes de que ocurra. El desarrollo de estas especificaciones asegura que el producto cumplirá los requisitos definidos.

El proceso para conducir un AMFE es lineal. Se desarrolla en tres fases principales en las cuales las acciones adecuadas deben ser definidas. Pero antes de comenzar con un AMFE es importante completar un trabajo previo que asegure qué información sobre la resistencia y la historia del producto son incluidas en el análisis.

Un análisis de resistencia puede obtenerse mediante una interfaz de matrices, diagramas de límites y diagramas de parámetros. Mucho de los fallos se deben a la interacción con otros sistemas y partes, ya que los ingenieros suelen centrarse solo en lo que controlan directamente.

Para comenzar, es necesario describir el sistema y su función, ya que un buen entendimiento del mismo simplifica su análisis. De esta forma un ingeniero puede comprobar que usos del sistema son adecuados y cuáles no. Es importante considerar los usos tanto intencionados como no intencionados. Los usos no intencionados son un tipo de entorno hostil.

CUADRO AMEFP DE UN SISTEMA HIDRAULICO DE UNA RETROEXCAVADORA

FALLA FUNCIONAL	CAUSAS	MODO DE FALLA	CONSECUENCIAS	ACCIONES A TOMAR
Falta de presión en el sistema hidráulico	Condición de falla de trabajo de la bomba hidráulica.	-   Trabajo en vacio. -   Obstrucción por suciedad e impurezas. -   Niveles de aceite bajo. -   Calentamiento y fatiga.	Bomba hidráulica dañada.	Mejorar la detección a través de mantenimiento  preventivo en el sistema hidráulico
	Falla en el sistema de enfriamiento.	-   Obstrucción, fisura o taponamiento en la serpentina. -   Perdidas de fluido refrigerante por mangueras y conexiones.	No funciona la bomba  del sistema de enfriamiento.
	Fallas humanas.	-   Contaminación de filtros. -   Incorrecta selección del aceite. -   Inadecuada conexión de mangueras. -   Falta de mantenimiento preventivo.	Mal funcionamiento del equipo.
	Alta fricción entre los componentes.	-   Falta de lubricante. -   Desalineación entre el cilindro-tubo hidráulico.	Degastes o Daño de los componentes.

JUSTIFICACIÓN:

Este método de análisis de modo y efecto de fallas es importante realizarlo  ya que nos permite mejorar la calidad, confiabilidad y seguridad del producto, servicio, maquinaria o proceso que estemos evaluando en nuestras empresas, la misma reduce el tiempo de reparaciones por la localización precisa de la falla y por ende minimiza el costo.

  Árbol de Falla 

La técnica del árbol de fallos nació en 1962 con su primera aplicación a la verificación de la fiabilidad de diseño del cohete Minuteman. Posteriormente ha sido aplicada sobre todo inicialmente en el campo nuclear y posteriormente en el campo químico, en estudios como el de Rijmond. Los árboles de fallos constituyen una técnica ampliamente utilizada en los análisis de riesgos debido a que proporcionan resultados tanto cualitativos como cuantitativos. En este apartado se describe únicamente la técnica en su aplicación cualitativa.

Esta técnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del Algebra de Boole, que permite determinar la expresión de sucesos complejos estudiados en función de los fallos básicos de los elementos que intervienen en él. De esta manera, se puede apreciar de forma cualitativa, qué sucesos son menos probables porque requieren la ocurrencia simultánea de numerosas causas.
Consiste en descomponer sistemáticamente un suceso complejo denominado suceso TOP en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos básicos.

 JUSTIFICACIÓN:

Este método de análisis de modo y efecto de fallas es importante realizarlo  ya que nos permite mejorar la calidad, confiabilidad y seguridad del producto, servicio, maquinaria o proceso que estemos evaluando en nuestras empresas, la misma reduce el tiempo de reparaciones por la localización precisa de la falla y por ende minimiza el costo. Cabe mencionar que el mantenimiento predictivo en uno de los mas costosos y el más difícil de implantar en un proceso de mantenimiento pero estos análisis no ayudan a saber cuándo aplicar este tipo de mantenimiento por que damos con la falla directamente y nos permite ver que es lo que falla en el sistema para que el mismo sea remplazado sin paralizar el proceso.

ANÁLISIS DE FALLA CAUSA RAIZ  

                

Está técnica es un método simple para ubicar de manera precisa una falla, dicho método debe ser implementado en toda la organización y proporciona resultados de manera inmediata por un operador o un técnico, o bien a través de un grupo de trabajo localizar un problema en: la calidad, en el método de trabajo, en el mantenimiento y/o en el diseño de un equipo, en la materia prima, etc.  

Este método es de gran utilidad para ¨procesar informacipon en la utilización de otras técnicas como diagrama Hishikawa, A. M. E. F. etc.

El método está basado en el sentido común, y en su experiencia en el trabajo, se usa un procedimiento analítico para que pueda encontrar rápida, eficiente y económicamente la causa de las fallas.

El método de análisis de falla le permitirá al trabajador: 

                

1.      Arreglar fallas rápida, eficiente y económicamente con un mínimo de movimientos inútiles.

2.      Corregir la causa de la falla, y no los efectos.

3.      Corregir la falla para que se mantenga arreglada mientras exista la operación

.

4.      Al corregir unas cosas, no descompone otras creando nuevos problemas.

5.      Tomará acciones correctivas adecuadas, llevando el arreglo hasta la acción preventiva.6.      No convive con la falla, si considera que el problema pueda presentarse en el futuro.  

            
            

El método le indicará al trabajador donde comenzar, le dará la ubicación exacta de la falla, y le indicará solo una causa probable, evitando errores que puedan provocar más problemas que después se convierten en un revoltijo, es decir una maraña de fallas.

Como es lógico pensar el entrenamiento y uso del método le proporcionará al trabajador una forma ordenada y sistemática de recabar los datos para obtener el conocimiento necesario para corregir el problema. 

Para identificar una falla el trabajador hará siempre la especificación de la falla, ésta le permitirá nombrar el objeto y el defecto, así podrá cuantificar cuantos objetos y cuantos defectos, también hará un patrón del tiempo y del hecho por último sabrá si la falla es pequeña o grande y puede llegar a conocer el costo de la falla para la correcta exposición de la misma y lograr las autorizaciones para su corrección. 

Por otra parte, el evitar los diferentes modos de falla es totalmente posible con el uso de este método, dado que hace al trabajador más pensante y vigilante de su lugar de trabajo así como de su equipo y de la calidad del producto, lógicamente se hace necesario la capacitación en todas las herramientas disponibles dado que tendrá que realizar las reparaciones de su propio equipo, sin esas herramientas el método de trabajo de análisis de falla puede llegar a no ser todo lo efectivo que suele ser. 

Por otra parte el método le proporcionará el hábito de estara pendiente de las dos únicas desviaciones que existen en el proceso productivo, estas desviaciones son: Desempeño (equipos, personas,) de la Calidad (comportamiento del proceso). Anteponiéndose a su generación y/o deterioro. 

Digamos que algo se descompone o anda mal. ¿Por qué?  Usted debe llegar hasta la raíz del problema, encontrar qué lo causó y corregirlo de modo que no vuelva a suceder, si se contenta con ponerle un parche, no habrá arreglado nada. Ya sabe lo que vendrá después la falla volverá a repetirse.                 

DIAGRAMA CAUSA-EFECTO

Los Diagramas Causa-Efecto ayudan a los estudiantes a pensar sobre todas las causas reales y potenciales de un suceso o problema, y no solamente en las más obvias o simples. Además, son idóneos para motivar el análisis y la discusión grupal, de manera que cada equipo de trabajo pueda ampliar su comprensión del problema, visualizar las razones, motivos o factores principales y secundarios, identificar posibles soluciones, tomar decisiones y, organizar planes de acción.
El Diagrama Causa-Efecto es llamado usualmente Diagrama de "Ishikawa" porque fue creado por Kaoru Ishikawa, experto en dirección de empresas interesado en mejorar el control de la calidad; también es llamado "Diagrama Espina de Pescado" por que su forma es similar al esqueleto de un pez: Está compuesto por un recuadro (cabeza), una línea principal (columna vertebral), y 4 o más líneas que apuntan a la línea principal formando un ángulo aproximado de 70º (espinas principales). Estas últimas poseen a su vez dos o tres líneas inclinadas (espinas), y así sucesivamente (espinas menores), según sea necesario.

HISTOGRAMA 

En Estadística, un histograma es una representación gráfica de una variable en forma de barras, donde la superficie de cada barra es proporcional a la Frecuencia de los valores representados, ya sea en forma diferencial o acumulada. Sirven para obtener una "primera vista" general, o panorama, de la distribución de la población, o la muestra, respecto a una característica, cuantitativa y continua, de la misma y que es de interés para el observador (como la longitud o la masa). De esta manera ofrece una visión en grupo permitiendo observar una preferencia, o tendencia, por parte de la muestra o población por ubicarse hacia una determinada región de valores dentro del espectro de valores posibles (sean infinitos o no) que pueda adquirir la característica. Así pues, podemos evidenciar comportamientos, observar el grado de homogeneidad, acuerdo o concisión entre los valores de todas las partes que componen la población o la muestra, o, en contraposición, poder observar el grado de variabilidad, y por ende, la dispersión de todos los valores que toman las partes, también es posible no evidenciar ninguna tendencia y obtener que cada miembro de la población toma por su lado y adquiere un valor de la característica aleatoriamente sin mostrar ninguna preferencia o tendencia, entre otras cosas.