Revista RCM2Ana l is is de Modos de Fa l l a

Los modos de falla deben ser definidos con el detalle suficiente como para posibilitar la selección de una adecua-da política de manejo de falla.

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2018

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Analisis de modos de falla y sus efectos

¿Qué es un modo de falla?

Un modo de falla podría ser definido como cualquier evento que pueda causar la falla de un activo físico, pero es necesario no tener una definición vaga y simplista, de manera general, debemos ser mucho más preciso en distinguir una falla funcional (un estado de falla) y un modo de falla (un evento que pue-de causar un estado de falla)

Esto nos lleva a esta definición:

Un modo de falla es cualquier evento que cause

una falla funcional.

Los verbos que se usen para describir los modos de falla deben seleccionarse adecua-damente ya que en los procesos siguientes influirán en las políticas del manejo de fallas, verbos como “falla”, “rotura”, “mal funciona-miento de” deben usarse lo menos, ya que dan muy poca información sobre cual sería la manera adecuada de manejar esa falla. Usar verbos mas específicos nos permite seleccio-nar la política más adecuada dentro de un rango completo de posibilidades.

Los modos de falla son discutidos, registra-dos y manejados después de haber ocurrido. Tratar fallas después que hayan ocurrido es por supuesto la esencia del mantenimien-to reactivo. Por otro lado el mantenimiento proactivo significa manejar los eventos antes

de que ocurra, o al menos decidir cómo de-berían ser manejados si llegaran a ocurrir. Los “eventos” en este contexto son los mo-dos de falla. Entonces si se desea aplicar un mantenimiento proactivo a cualquier activo físico, debemos identificar todos los modos de falla que puedan afectarlo. Lo ideal se-ría identificarlos antes de que ocurriesen o al memos antes de vuelvan a ocurrir.

¿Porque analizar los modos de falla?

En la mayoría de estos casos los modos de falla son discutidos, registrados y manejados luego de haber ocurrido, tratar fallas des-pués de que hayan ocurrido es por supuesto la esencia del mantenimiento reactivo. Por otro lado el mantenimiento proactivo significa manejar los eventos antes de que ocurran, o al menos decidir cómo deberían ser manejados si llegaran a ocurrir. Para ello debemos saber por adelantado que eventos pueden ocurrir, los eventos en este contextos son las fallas. Entonces si se desea aplicar un mantenimiento verdaderamente proactivo a cualquier activo físico debemos de identificar todos los modos de falla que puedan afectar-lo, lo ideal sería identificarlos antes antes de que ocurran o al menos antes de que vuelvan a ocurrir.

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Una vez que cada modo de falla a sido identi-ficado es posible considerar que sucede cuan-do ocurre, evaluar las consecuencias y deci-dir si debiera hacerse algo para anticipar, prever, detectar, corregir o hasta rediseñar.

Categoría de modos de falla

Aceptemos que mantenimiento significa ase-gurar que los activos físicos continúen ha-ciendo lo que sus usuarios quieren que haga, entonces un programa de mantenimiento global debe de tener en cuenta todos los eventos que tienen la posibili-dad de amenazar esa funcionali-dad. Los modos de falla pueden ser clasificados en tres grupos de la siguiente manera.1. Cuando la capacidad cae por debajo del funciona-miento deseado.2. Cuando el funciona-miento deseado se eleva en-cima de la capacidad inicial.3. Cuando desde el co-mienzo el activo fisco no es ca-paz de hacer lo que se quiere.

Capacidad decreciente

La primera categoría de modos de falla cubre la situación en las que un primer momento la capacidad está por arriba del funcionamien-to deseado, pero que luego decae cuando el activo físico es puesto en servicio, quedando por debajo del funcionamiento deseado.

Deterioro

Todo activo físico que cumple una función y que está en contacto con el mundo real está expuesto a esfuerzos diversos. Estos esfuerzos causan que el activo se deteriore disminuyendo su capacidad, o para ser más precisos, reduciendo su capacídad a resistir tensiones. Con el tiempo, la resistencia del activo se reduce tanto que no puede seguir cumpliendo con el funcionamiento deseado, en otras palabras, falla.El deterioro cubre todas las formas de des-gaste normal (fatiga, corrosión, abrasión, erosión, evaporación, degradación de aislan-tes, etc.).

Fallas de Lubricación

La lubricación se asocia con dos tipos de mo-dos de falla. La primera tiene relación con la falta de lubricante, y la segunda se relaciona con una falla del lubricante mismo.

En relación a la falta del lubricante, en las últimas dos décadas las cosas han cambia-do mucho. Veinte años atrás la mayoría de los puntos de lubricación eran rellenados manualmente. El costo de lubricar cada uno esos puntos eran muy bajos comparado con el costo de no hacerlo.

Polvo o SuciedadLa tierra o el polvo es una causa de falla muy común. Interfiere directamentecon las máquinas haciendo que se atasquen,

se obstruyan o se traben. Tambiénes la causa principal de la falla de

las funciones relacionadas con la apariencia de los activos (cosas que deberían verse limpias están sucias). La suciedad también causa problemas en la calidad de los produc-tos, ya sea porque se intro-duce entre los mecanismos de sujeción de las máquinas herramienta causando desali-

neaciones, o porque entra den-tro de productos alimenticios o

farmacéuticos, en los sistemas de lubricación de las maquinas.

Por lo tanto las fallas ocacionadas por sucediad deben estar registradas y documen-tadas. Esto es cuando se piense que es pro-bable que causen cualquier falla funcional.

Desarme

Si los componentes se caen o salen de las ma-quinas, si los conjuntos o o maquinas enteras se desarman, las consecuencias generlamen-te son serias, por lo que debe ser registrado el modo de falla relevante. Eso incluye la fa-lla de soldadura, uniiones soldadas o rema-chadas causadas por fatiga o corrosion o la falla de componentes roscados, conexiones electricas o accesiorios de cañerias causadas tambien por fatiga o corrosion o simplemente porque se desenroscan. Cuando se considera la integridad de los ensmables tambien debe prestar atencion de listar las funciones y los modos de falla asociados con mecanismos de bloqueo como chavetas-perno y tuercas de sujecion.

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Error humanos que reducen la capaci-dad.

El subgrupo final de categoria de falla “re-duccion de capacidad” son aquellos causados por errores humanos. Como su nombre los indica, se refiere a errores que reducen la capacidad del proceso hsata que le es impo-sible funcionar segun los requirimientos del usuario.Si se sabe que ocurren estos modos de falla deben ser registrados y documentados para que luego puedan tomarse las desiciones adecuadas para el manejo de las fallas. De cualquier modo cuando se listen modos de falla causados por la gente, debe tenerse cui-dado y listar que es lo que estuvo mal y no quien lo causo. Si se pone mucha enfasis en quien, en esta parte del analisis esto podria volverse innecesariamente ofensivo y la gen-te podria perder de vista que con este ana-lisis se busca evitar o resolver problemas y no atribuir culpas, por ejemplo, es suficiente decir: “valvula de control regulada muy alta” y no “valvula de control regulada incorrecta-mente por el tecnico de instrumentación.

El FMEA sirve para identificar o detectar las fallas cronicas, esta tecnica fue ulilizada en la industria aereoespacial para encontrar pro-blemas con los aviones antes de que cual-quiera de ellos dejara la tierra. En resumen, es una manera de mirar el futuro y determi-nar donde pueden estar las fallas potencia-les.Esto suena muy hermoso en teoria, pero toma mucha energia para realizarlo, como no se dispone de ese tiempo ni de los recursos en las plantas manufactureras se tiene que divisar una manera practica de realizar eso.

Analisis de modos y efectos de fallo: el modo o modalidad de fallo es un procedimiento por el cual se identifican los desperfectos en par-tes o componentes. Luego utilizando la tasa de fallas para los niveles apropiados de es-fuerzo, se determina su efecto en el sistema. Cada parte se recomienda, a su vez, como si hubiera fallado en cada modalidad posible, se toma nota del efecto de cada una de estas fallas con base a los datos disponibles.

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Aumento de funcionamiento deseado (o aumento de esfuerzo aplicado)

La segunda categoría de modo de falla ocurre cuando el funcionamiento deseado esta dentro de la capacidad del activo físico cuando es puesto en servicio, pero luego aumenta hasta que-dar fuera de su capacidad. Esto hace que el activo físico falle de una de estas dos maneras:• El funcionamiento deseado aumenta hasta que el equipo no puede responder a el o,• El aumento del esfuerzo causa que se acelere el deterioro hasta el punto en que el activo físico se toma tan poco confiable que deje de ser útil.Hay cuatro razones también por la cuales los equipos se salen de su funcionamiento y son considerados para su análisis:1. Una sobrecarga deliberada constante.2. Una sobrecarga no intencional constante.3. Una sobrecarga no intencional repentina.4. Procesamiento de material o empaque incorrecto.

# Pasos Descripcion

1 Planear trabajo, hacer un Pre. Definir falla.

2 Buscar Información. Entrevistar al personal de mantenimiento y al personal operativo y otros.

3 Analisar Información. Hacer graficas, paretos y buscar fallos.

4 Calcular perdidas. Buscar perdidas (frecuencias x impacto) por cada evento.

5 Buscar los menos significativos. Elaborar diagrama de paretos, determinar el 20% de las fallas que crean el 80% de las perdidas.

6 Checar resultados. Verificar que los resultados sean correctos.

7 Comunicar. Elaborar reportes y difundir.

A continuacion, de forma practica se presenta una descrip-ción de los pasos mas simples que debe cumplirse en un analis FMEA

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Cuanto detalle

Las fallas deben de mencionarse con tanto detalle sea posible, esto con el fin de mane-jar una estrategia adecuada de manejo de falla, pero no con tanto detalle como para que se pierda demasiado tiempo en el proce-so de análisis.

Los modos de falla deben ser definidos con el detalle suficiente como para posibilitar la se-lección de una adecuada política de manejo de falla.

Casualidad

Las causas de cualquier falla funcional pue-den ser definidas casi a cualquier nivel de de-talle, y pueden aplicarse a diferentes niveles a distintas situaciones. En un extremo a ve-ces es suficiente resumir las causas de una falla funcional en una expresión como “falla” la máquina. En el otro extremo necesitemos considerar que está sucediendo a nivel mo-lecular o explorar los rincones remotos de la psiquis de los operadores y del personal de mantenimiento para definir la causa raíz de la falla.

Probabilidad

1. Diferentes modos de falla ocurren con diferentes frecuencias. Algunos pueden ocurrir con regularidad, a intervalos pro-medios de meses, semanas o hasta días. Otros pueden ser improbables con una media improbable de millones de años.

Cuando se listan modos de falla, no debe tra-tarse de listar todos y cada una de ellos ig-norando la probabilidad de ocurrir que tiene cada uno.

En otras palabras, solo deben ser listados los modos de falla que tienen posibilidades ra-zonables de ocurrir en ese contexto determi-nado. Una lista de modos de falla razonable-mente probables debería incluir lo siguiente:

1. Fallas que han ocurrido antes en el mismo activo físico o en activos similares.

2. Modos de falla que ya son objeto de rutina de mantenimiento proactivas.

3. Cualquier otro modo de falla que no haya ocurrido todavía, pero que tiene posibili-dades reales de suceder.

Consecuencias

Si las consecuencias pueden ser realmente severas, entonces, fallas que aún son menos probable deben registrarse y ser sometidas a análisis.

Efectos de falla

El cuarto paso en el proceso de revisión RCM consiste en hacer una lista de lo que de he-cho sucede al producirse cada modo de falla. Esto se denomina efectos de falla.

(Notemos que efecto cle falla no es lo mismo que consecuencia de falla. Un efecto de falla responde a la pregunta ¿qué ocurre?, mien-tras que una consecuencia de falla responde la pregunta ¿qué importancia tiene?).La descripción de estos efectos debe incluir toda la información necesaria para ayudar en la evaluación de las consecuencias de las fa-llas.

L o s efectos de

falla describen que pasa cunado ocurre un modo

de falla

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Fuentes de información acerca de mo-dos de falla

El fabricante o proveedor del equipo.

Al llevar a cabo un AMFE, la primera fuente de información que nos viene a la mente es el fabricante, muy sobre todo cuando se trata de equipos nuevos. En algunas área de la in-dustria por seguridad se le ´pide al fabrican-te de los equipos que como parte del contrato de venta incluya un estudio AMFE, ya que se supone que el fabricante conoce todo lo que necesita saber acerca de cómo el equipo pue-da fallar y que pasa cuando el equipo falla.Esto no sucede asi.

Son pocos los fabricantes que conocen la función cotidiana de sus equipos, no solici-tan información de los usuarios, ellos mismos hacen sus propias conclusiones del funciona-miento de sus equipos.Los pocos fabricantes de equipos que son capaces de producir por si mismo un AMFE es por que están involucrados en el manteni-miento de sus equipos a lo largo de su vida ya sea directamente o por medio de distribui-dores asociados.Se les paga para que lleven a cabo un estudio de confiabilidad sobre prototipos como parte del proceso de venta.

Listas genéricas de modo de fallo

Las listas de modo de falla genéricas son lis-tas de modo de fallo o a veces un AMFE com-pleto preparado por terceros, pueden cubrir sistemas enteros, aunque frecuentemente cubren solo un activo o componente.En la mayoría de los casos la mejor fuente de información para preparar un AMFE son las personas que día a día operan y mantienen el equipo, ellos son los que más conocen el quipo, acerca de que puede estar mal, qué importancia tiene cada falla y que debe ha-cerse para repararla y si no lo saben son ellos quienes tienen más razón para averiguarlo.

Niveles de análisis

RCM se define como un proceso usado para determinar que es lo que debe hacerse para asegurar que cualquier activo físico continúe haciendo aquello que sus usuarios quieren que haga en su contexto operacional. Dicho lo anterior es necesario entonces, definir el contexto detalladamente y definir el activo físico al que se le aplicara el proceso.Inicialmente la tendencia es comenzar casi siempre a niveles bajos en la jeraquia de los equipos. Por eso una buena regla general (es-pecialmente para gente que recien inicia en RCM) es la de llevar a cabo el analisis a uno o dos niveles mas alto de lo que en un princi-pio se ve como razonable. esto es porque es mucho mas facil desomponer un subsistema complejo de un nivel de analisis alto, que el subir un nivel cuando se empezo muy abajo.Con un poco de practica (especialmente so-bre lo que significa a “un nivel en el cual sea posible identificar una politica de administra-cion de fallas adecuada”, se vuelve intuitiva-mente obvio cual es el nivel mas adecuado en el cual debe ser llevado cada analisis. En este contexto puede verse que no es necesa-rio analizar cada sistema al mismo nivel para cualquier jeraquia de equipo.Una vez que se establecio el nivel de todo analisis RCM, debemos decidir que grado de detalle se necesita para definir cada modo de falla encuadrado en dicho analisis. No hay razon tecnica por la cual no puedan listarse todos los modos de falla (junto con sus efec-tos) al nivel que permita seleccionar una po-litica de manejo de fallas adecuada. Pero aun a niveles intermedios, a veces se generan demasiados modos de falla por cada funcion, especialmente para funciones primarias. Por lo general esto ocurre cuando el activo tie-ne subconjuntos complejos que puedan tener muchos modos de falla.

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Autor: Leobardo Basilio MartínezPlaneador de MantenimientoMexico, Edo. de México

ReferenciaMoubray, J. Mantenimiento Centrado en Confiabilidad .