Análisis de Fallas

1

REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA

UNIVERSIDAD DEL ZULIA

FACULTAD DE INGENIERIA

DIVISION DE POST GRADO

GERENCIA DE MANTENIMIENTO “ANÁLISIS DE FALLAS”

Presentado por:

Atencio, Marielis

C.I: 13.080.129

Coy, Sergio

C.I: 17.634.324

Maracaibo, Mayo de 2014

SEMESTRE I - 2014

Análisis de Fallas

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Esquema

I. Introducción.............................................................................................4

1. Análisis de modos de fallas.............................................................6

1.1. Fallas primarias.....................................................................7

1.2. Fallas secundarias................................................................7

2. Sistemas reparables y no reparables…………………………………8

2.1. Sistemas reparables……………………………………………8

2.2. Sistemas no reparables………………………………………..8

3. Análisis de modos de fallas, efectos y criticidad……………………..9

3.1. Etapas del análisis de modos de fallas, efectos y

criticidad……………………………………………………….. 13

3.1.1. Alcance del análisis…………………………………....13

3.1.2. Recopilación de la información……………………….13

3.1.3. Lista de componentes…………………………………14

3.1.4. Fichas…………………………………………….……..14

3.2. Usos, beneficios y limitaciones del FMECA………………...16

3.3. Análisis de Criticidad……………………………………..……17

3.3.1. Riesgo……………………………….…………………..18

3.3.2. Técnica de análisis de riesgo…………………………19

3.3.3. Fundamentos del análisis de criticidad………………24

3.3.4. Métodos para el análisis de criticidad……………..…27

4. Árbol de Fallas…………………………………………………...…….32

4.1 Componentes y simbología de un árbol de falla……………..33

4.2 Algebra booleana…………………………………………………34

4.3 Procedimiento general para construir un árbol de fallas………35

5. Otras técnicas de análisis de fallas……………………………………42

5.1. Análisis de Pareto…………………………………………...……..42

5.2. Método de Maxer…………………………………………………..43

5.3. Estudios de Correlación…………………………………………..44

Análisis de Fallas

3

II. Conclusión…………………………………………………………………………48

III. Bibliografía………………………………………………………………………..49

Análisis de Fallas

4

Introducción

A pesar de que un sistema sea funcionable al comienzo de su vida operativa,

todo usuario es completamente consciente de que, independientemente de la

perfección del diseño de un sistema, de la tecnología de su producción o de los

materiales usados en su fabricación, a lo largo de su operación se producirán

ciertos cambios irreversibles. Estos cambios son resultado de procesos tales

como corrosión, abrasión, acumulación de deformaciones, distorsión, sobre

calentamientos, fatiga, difusión de un material en otro, etc.

A menudo estos procesos se superponen e interactúan los unos con los otros y

causan un cambio en el sistema, con lo cual cambiarán sus características de

actuación. La desviación de esas características respecto a los valores

especificados es lo que se considera como fallo del sistema. Los fallos también

pueden ser causados por sobrecargas bruscas, errores de los operadores,

reparaciones incorrectas, etc. Por consiguiente, el fallo del sistema puede ser

definido como un suceso cuya realización provoca, o bien la pérdida de

capacidad para realizar las funciones requeridas, o bien la pérdida de

capacidad para satisfacer los requisitos especificados.

Dentro de la Gerencia de Mantenimiento se maneja la figura Análisis de modos

y efectos de fallas (AMEF), definido como un procedimiento disciplinado para

identificar las formas en que un equipo o sistema puede fallar y planear la

prevención de tales fallas.

Así mismo, los equipos o sistemas pueden ser reparables o no reparables, es

decir, los reparables aceptan reparaciones y sus funciones pueden ser

restauradas a su condición original sin necesidad del reemplazo; los no

reparables no aceptan reparaciones y su condición operativa no puede

restaurarse después de una falla, es necesario el reemplazo.

Respecto al análisis de criticidad, es una metodología que permite establecer la

jerarquíao prioridades de instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos, de

acuerdo a una figura de mérito llamada “Criticidad”, que es proporcional al

Análisis de Fallas

5

“Riesgo” creando una estructura que facilita la toma de decisiones y el

direccionamiento del esfuerzo y los recursos hacia las áreas, de acuerdo con

su impacto en el negocio.

Pareto, Maxer y los Estudios de Correlación, son técnicas estadísticas para

abordar de manera cuantitativa la caracterización de las fallas, con la finalidad

de identificar aquellas que proporcionan un mayor impacto desde el punto de

vista de criticidad en el negocio.

Análisis de Fallas

6

Desarrollo

1. Análisis de modos de fallas. Una falla es la perdida de la condición operativa por un evento inherente

al equipo o sistema. El modo de falla es el efecto observable por el cual

se evidencia la falla, y el análisis de fallas es el diagnostico basado en

una secuencia lógica para determinar las causas involucradas en una

falla.

Antes de seleccionar una estrategia para el mantenimiento de un equipo,

es conveniente conocer los fenómenos que producen su degradación y

falla. Las fallas pueden ser clasificadas como:

- Fallas catastróficas: Fallas repentinas y completas, por ejemplo la

ruptura de un componente mecánico o un corto circuito en un

sistema eléctrico. Es difícil observar la degradación y por tanto no es

posible establecer procedimientos preventivos.

- Fallas por cambios en parámetros: Por ejemplo desgaste

mecánico, fricción.

De acuerdo a la tasa de fallas, la vida de un equipo se puede dividir en

tres etapas:

- Etapa temprana: Se caracteriza por una tasa de falla que decrece en

el tiempo.

- Etapa madura: Se caracteriza por una talla de falla constante.

- Etapa de ancianidad: Se caracteriza por una tasa de falla creciente.

(Para mejor detalle ver Figura # 1. Curva de la Bañera.)

Análisis de Fallas

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Figura. # 1.Curva de la Bañera.

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

1.1. Fallas Primarias.

Son aquellas fallas cuyo origen está en la deficiencia de un

componente, cuando este se encuentra en condición de operación

dentro del rango nominal. Ejemplo: la ruptura de un alabe de turbina

cuando la velocidad es operacional.

1.2. Fallas Secundarias. Son aquellas fallas resultado de causas secundarias en condiciones

no nominales de operación. Las condiciones que pueden causar

fallas secundarias son: temperaturas anormales, sobrepresión,

sobrecarga, vibraciones, etc.

• Fallas con causa común.

La falla secundaria induce fallas en más de un

componente. Por ejemplo, una falla del sistema de aire

acondicionado produce incremento en la temperatura y de

allí se deriva la falla de varios componentes electrónicos.

Análisis de Fallas

8

• Fallas propagadas. Se presenta cuando la falla de un componente induce la

falla del otro. Si la falla de un componente induce fallas en

más de un componente, puede ser considerada como falla

con causa común.

• Fallas por error humano.

Son fallas causadas por errores humanos en la operación,

mantención e inspección. Por ejemplo, errores humanos en

la etapa de diseño, construcción e instalación de un equipo.

Si el error conlleva a la falla de varios componentes,

también es considerada como falla con causa común.

2. Sistemas reparables y no reparables.

2.1. Sistemas Reparables. Un sistema reparable es aquel que acepta reparaciones y le pueden

ser restauradas sus funciones mediante el uso de cualquier método

de reparación diferente al reemplazo del sistema completo.

En el análisis de sistemas reparables hay cinco posible estados en

los cuales dicho sistemas pueden quedar después de una

reparación. Estos estados son:

• Tan bueno como nuevo

• Tan malo como antes de reparar

• Mejor que antes de reparar pero peor que cuando estaba nuevo

• Mejor que cuando estaba nuevo

• Peor que antes de reparar

2.2. Sistemas No Reparables. Se define como activos o sistemas no reparables, aquellosque

tienen las siguientes características fundamentales:

• Su condición operativa no puede ser restaurada después de una

falla.

• Su vida termina con una “única” falla y debe ser reemplazado.

Análisis de Fallas

9

La mayoría de los componentes electrónicos suelen ser

considerados “no reparables”. Los bombillos o bulbos de luz son los

clásicos ejemplos de equipos no reparables. Sin embargo, es

importante destacar que en esencia, cualquier equipo es reparable;

inclusive un bombillo, y es la política o estrategia de mantenimiento

y/o reparación la que realmente dice como debemos clasificar un

equipo o componente. Si la política de mantenimiento es

“reemplazar” después de la falla, entonces se clasificará al activo

como “no reparable”; si por el contrario, la política es “reparar y

reinstalar” después de la falla, clasificaremos al activo como

“reparable”. Adicionalmente, para clasificar activos, debe tenerse en

cuenta el “volumen de control y contexto operacional especifico” al

cual se hace referencia.

3. Análisis de modos de fallas, efectos y criticidad.

Las técnicas de análisis de riesgo son empleadas en la búsqueda y

evaluación de escenarios que pueden representar un impacto adverso

para una instalación o planta de proceso, identificando los escenarios de

mayor riesgo y emitiendo acciones de recomendación tendientes a

minimizar el mismo. El principio de cualquier estudio de riesgo, está

basado en encontrar respuesta a tres interrogantes:

1) ¿Qué puede salir mal?

2) ¿Qué tan frecuente es?

3) ¿Cuáles son sus efectos?

Analizando y entendiendo la respuesta a estas preguntas, podemos

entender los riesgos y diseñar mejores acciones para la prevención y

control. Sin embargo, en la mayoría de los casos, las acciones

recomendadas se quedan así, en recomendaciones las cuales, en la

mayoría de los casos no son implementadas o si lo son, no se les da

Análisis de Fallas

10

seguimiento para validar el impacto real en la disminución del riesgo

(COMIMSA, 2008).

Existen diferentes metodologías de identificación de peligros, empleadas

como parte del proceso de evaluación de riesgos, tales como:

- Estudios de peligro y operabilidad (HazOp, Hazardand Operability)

- Análisis de modos de falla y sus efectos (FMEA, por sus siglas en

inglés, FailureMode and EffectAnalysis).

- Listas de verificación

- Árboles de falla

- Árboles de eventos, etc.

Dependiendo de las necesidades del estudio y de las características de

los resultados deseados, será la técnica a seleccionar.

Dentro de las mencionadas metodologías de identificación de peligros,

el Análisis de Modos de Falla y Efectos FMEA, en combinación con una

calificación o jerarquización del grado de criticidad del riesgo, es

normalmente empleada para la planeación del mantenimiento centrado

en confiabilidad, ya que permite lograr un entendimiento global del

sistema, así como del funcionamiento y la forma en la que pueden

presentarse las fallas de los equipos que componen este sistema.

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.

Análisis de Fallas

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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. 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.

El análisis de modos de fallas, efectos y criticidad (FMECA), es

probablemente el método más usado y más efectivo de análisis de

confiabilidad.

El FMECA considera cada modo de falla de cada componente de un

sistema y comprueba sus causas y efectos.

El análisis responde las siguientes preguntas para cada componente

del sistema en estudio:

a. ¿Cómo puede fallar el componente?

b. ¿Cuáles son las consecuencias de tal falla?

c. ¿Cuál es la criticidad de las consecuencias?

d. ¿Cómo puede detectarse la falla?

e. ¿Cuáles son las salvaguardias contra las fallas?

El estudio logra:

a. Asegurar que todos los modos de falla concebibles y sus efectos

sean comprendidos.

b. Identificar debilidades en el diseño.

c. Proveer alternativas en la etapa de diseño.

d. Proveer criterios para prioridades en acciones correctivas.

Análisis de Fallas

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e. Proveer criterios para prioridades en acciones preventivas.

f. Asistir en la identificación de fallas en sistemas con anomalías.

El FMECA es una tarea de grupo que requieren participantes e

información con las siguientes cualidades:

a. Experiencia en el campo de aplicación.

b. Conocimiento de la estructura del sistema en estudio.

c. Información de fallas (historial de fallas).

d. Criterios para fundamentar las recomendaciones.

Un análisis FMECA puede estar basado en los componentes de un

sistema o en funcionalidades. El enfoque funcional se utiliza cuando no

se pueden identificar componentes específicos o cuando el diseño no

ha sido plenamente definido.

La norma militar americana (US MIL-STD-1629) provee dos métodos

para realizar el FMECA:

- El método cualitativo que permite resaltar los modos de fallas cuyos

efectos son importantes en relación a severidad, detectabilidad,

mantenibilidad, seguridad.

- El método cuantitativo (análisis de criticidad), que incluye

consideraciones de tasa de falla o probabilidad.

El nivel de criticidad, define el número de criticidad del modo de falla m:

Cm = β*ᾀ*λp*t

Donde:

β, es la probabilidad de pérdida de la función (confiabilidad).

ᾀ, es la razón de modo de falla (para un ítem ∑ᾀ = 1).

Análisis de Fallas

13

λp, es la tasa de falla.

t, es el tiempo de operación del ítem.

El número de criticidad del ítem es la suma de los números de criticidad

de modo de falla del ítem.

3.1. Etapas del modo de fallas, efectos y criticidad.

El FMECA es realizado por uno o más ingenieros con

conocimientos a fondo del diseño del sistema y de su aplicación.

3.1.1. Alcance del análisis.

Para establecer los alcances del análisis es necesario

identificar claramente:

a. Las fronteras del sistema a estudiar.

b. La profundidad del análisis.

Las hojas del FMECA pueden incluir la siguiente

información sobre cada falla potencial de un componente:

- Causa raíz.

- Posibles efectos.

- Medios de detección.

- Salvaguardias.

- Frecuencia.

- Criticidad de los efectos.

Dependiendo de la profundidad del análisis puede que

varios campos no sean llenados. La profundidad también

depende de cuando es realizado, si antes o después del

diseño del componente o sistema.

3.1.2. Recopilación de la información.

El primer paso es obtener toda la información disponible del

diseño.

- Especificaciones.

- Planos.

Análisis de Fallas

14

- Información CAD

- Memorias de análisis de esfuerzos.

- Resultados experimentales.

Para el análisis de criticidad también se requiere disponer

de las predicciones de confiabilidad.

3.1.3. Lista de componentes. Antes de llenar las fichas y detectar los modos de fallas

para cada componente, se deben listar todos los

componentes del sistema. Especificar:

- Funciones.

- Condiciones de operación (temperatura, carga,

presión etc.)

- Condiciones ambientales.

Se debe construir un diagrama funcional de bloques para

guiar y comprender el análisis completo.

Si el sistema opera en más de una fase y las relaciones

funcionales cambian o los componentes operan en forma

distinta, ello debe considerarse en el análisis. También

debe evaluarse el efecto de equipos redundantes.

Un FMECA puede enfocarse en distintos puntos de vista:

seguridad, disponibilidad, costos de intervención, etc. Un

FMECA orientado a la seguridad puede dar un bajo nivel

de criticidad a un componente de baja disponibilidad pero

cuyos efectos no son críticos para la seguridad.

3.1.4. Fichas.

Las fichas son una herramienta para identificar un equipo o

sistema. Es su partida de nacimiento.

Toda ficha debe incluir la siguiente información:

Análisis de Fallas

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- Componente: Se deben identificar los componentes

de forma univoca. Por ejemplo válvula B2K (como en el

plano).

- Función: Muy breve, en muchos análisis de omiten

por ser obvios.

- Modos de falla: Las posibles formas en que un

componente puede fallar:

a. Por vejez: corrosión, fatiga, etc.

b. Por condiciones de operación: en automático, en

manual, etc.

c. Condiciones ambientales: terremoto, tornado,

etc.

d. Por clase de operación: prematura, tardía,

deformación excesiva, etc.

- Frecuencia de la falla: Puede ser el tiempo medio

entre fallas (MTBF) o algún número que pondere entre los

equipos.

- Criticidad: Usualmente se utiliza un sistema de

ponderación de acuerdo a:

a. I: Insignificante, el efecto sobre la confiabilidad

y/o disponibilidad en mínimo.

b. II: Menor, no afecta la seguridad pero si la

confiabilidad y disponibilidad.

c. III: Mayor, no afecta la seguridad pero si la

confiabilidad y disponibilidad de manera

importante.

d. IV: Critica, la seguridad es afectada.

Análisis de Fallas

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Figura # 2. Modelo de una Ficha FMECA.

Fuente: Manual del Ingeniero.

3.2. Usos, beneficios y limitaciones del FMECA.

A parte de identificar los modos de falla y sus efectos, el FMECA

puede utilizarse para:

- Preparación de árboles de decisión para detectar causas

de los problemas.

- Preparación de requerimientos de mantención preventiva.

- Diseño de auto – test, indicadores de fallas, componentes

redundantes.

El FMECA se concentra en identificar las fallas posibles de los

componentes. Así, se identifican deficiencias en el diseño, que se

pueden mejorar. También se pueden recomendar programas de

Análisis de Fallas

17

inspección efectivo. Se puede priorizar en función de frecuencia y

criticidad, de modo de concentrar los esfuerzos en aquellos

modos de mayor prioridad.

Una limitación del FMECA es que se trata de un análisis de falla

simple; eso es, que cada modo de falla es considerado

individualmente. Si un modo de falla es capaz por sí solo de

afectar el funcionamiento del sistema, ello es identificado por el

FMECA. Sin embargo particularmente en sistemas complejos,

donde un solo modo de falla no afecta negativamente al sistema,

pero si se combina con otra sí. El FMECA no está adaptado para

este segundo caso; en esta situación es mejor utilizar la técnica

de Árbol de Falla

3.3. Análisis de Criticidad Es una metodología que permite establecer la jerarquía o

prioridades de instalaciones, sistemas, equipos y dispositivos, de

acuerdo a una figura de mérito llamada “Criticidad”; que es

proporcional al “Riesgo” creando una estructura que facilita la

toma de decisiones y el direccionamiento del esfuerzo y los

recursos hacia las áreas, de acuerdo con su impacto en el

negocio.

El análisis de criticidad es una técnica de fácil manejo y

comprensión en la cual se establecen rangos relativos para

representar las probabilidades y/o frecuencias de ocurrencia de

eventos y sus consecuencias. Ambas magnitudes, frecuencias y

consecuencias, se registran en una matriz, diseñada en base a un

código de colores que denotan la menor o mayor intensidad del

riesgo relacionado con la Instalación, Sistema, Equipo o

Dispositivo bajo análisis, tal como se ilustra en la figura # 3.

Análisis de Fallas

18

Figura # 3. Matriz de Criticidad

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

Los productos del Análisis de Criticidad son:

ü Lista jerarquizada por “criticidad” de las Instalaciones, Sistemas,

Equipos o Dispositivos bajo análisis.

ü Matriz de criticidad con la calificación del riesgo asociado a cada

Instalación, Sistema, Equipo o Dispositivo analizado.

3.3.1. Riesgo:

El riesgo es un término de naturaleza probabilística, que se

define como “egresos o pérdidas probables consecuencia de la

probable ocurrencia de un evento no deseado o falla”. En este

simple pero poderoso concepto coexiste la posibilidad de que

un evento o aseveración se haga realidad o se satisfaga, con

las consecuencias de que ello ocurra.

Matemáticamente el riesgo asociado a una decisión o evento

viene dado por la expresión universal:

Análisis de Fallas

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R(t)= P(t) x C(t)

Donde:

R(t): Riesgo

P(t): Probabilidad

C(t): Consecuencias

Al momento de evaluar un evento particular o aseveración, es

necesario cuantificar las probabilidades de ocurrencia y

consecuencias de cada uno de los escenarios que conllevan al

evento bajo estudio. El riesgo se comporta como una balanza

que permite ponderar la influencia de varias alternativas en

términos de su impacto y probabilidad, orientando al analista en

el proceso de toma de decisión.

En ese proceso de toma de decisiones se emplea el riesgo

como una herramienta para la optimización de los planes de

cuidado de activos, dirigiendo mayores recursos y esfuerzos

para aquellos equipos que presente un riesgo elevado y una

reducción de esfuerzo y recursos para los equipos de bajo

riesgo, lo cual permite en forma general un gasto justificado en

los recursos dirigidos a las partidas de mantenimiento.

3.3.2. Técnicas de Análisis de Riesgo:

Existen diferentes técnicas para dimensionar el riesgo, todas

ellas enmarcadas en tres modalidades técnicas “Cualitativas”,

“Semi- Cuantitativas” y técnicas “Cuantitativas”.

Análisis de Fallas

20

Técnicas cualitativas:

Las técnicas cualitativas como su nombre lo indica, obedecen a

razonamiento de naturaleza cualitativa, donde la estimación de

la probabilidad de ocurrencia de los eventos y de sus

respectivas consecuencias se realiza utilizando una escala

relativa donde no se establecen rangos numéricos explícitos.

La estimación del riesgo pasa por estimar la probabilidad de

ocurrencia de un evento (frecuencia de ocurrencia) y sus

consecuencias. Las técnicas cualitativas, proponen estimar

ambos términos, cualificándolos como se muestra a

continuación:

Estimación cualitativa de la frecuencia

1.- Extremadamente improbable.

2.- Improbable

3.- Algo probable

4.- Probable

5.- Muy probable

Estimación cualitativa de consecuencias

A.- No severa

B.- Poco severas

C.- Medianamente severas

D.- Muy severas

E.- Extremadamente severas

Análisis de Fallas

21

Una vez que las probabilidades de cada evento han sido

estimadas conforme a la escala relativa descrita anteriormente;

y por otra parte, las consecuencias han sido categorizadas

dependiendo de su severidad relativa, se puede estimar

cualitativamente el riesgo asociado a cada escenario

considerado y agrupando los escenarios en diferentes grupos

donde las probabilidades y consecuencias sean equivalentes.

Una de las debilidades de esta técnica, es que debido a su

naturaleza cualitativa, en ciertas ocasiones y dependiendo de

la percepción de los analistas, un mismo evento podría ser

categorizado en diferentes escalas; de allí la importancia de

establecer cierto esquema referencial para definir en forma

más explícita los diferentes niveles de probabilidades y

consecuencias, y por otra parte conservar el mismo equipo de

trabajo7 durante todo el desarrollo del análisis de riesgo.

Un ejemplo de esta técnica de análisis cualitativo es la

metodología de puntos, como se muestra en la figura #4

Análisis de Fallas

22

Figura #4. Metodología de criticidad de puntos

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

Técnicas Semi- Cuantitativas:

Al igual que las técnicas cualitativas, son técnicas blandas, de

fácil manejo y comprensión, cuya mayor virtud es la de proveer

un valor de criticidad, proporcional al riesgo, que permite

jerarquizar opciones para tomar una decisión, componentes

dentro de un sistema, equipos o subsistemas en una

instalación, etc., pero que por su carácter semi-cuantitativo no

permiten obtener valores absolutos de riesgo y por ende no son

las más adecuadas para establecer la tolerabilidad del riesgo.

En las técnicas semi-cuantitativas, se establecen rangos

relativos para representar las probabilidades de ocurrencia y

las consecuencias correspondientes, llegándose a establecer

una matriz de criticidad o de jerarquización del riesgo, que si

Análisis de Fallas

23

bien no corresponde a valores absolutos, si representan rangos

numéricos de riesgo.

Posteriormente, una vez cuantificadas (al menos

comparativamente) las probabilidades de ocurrencia y las

respectivas consecuencias, se procede a estimar en forma

relativa el riesgo.

Técnicas Cuantitativas:

Para realizar un dimensionamiento más objetivo del Riesgo,

que permita juzgar sobre bases más sólidas su tolerabilidad,

existe técnicas cuantitativas, mucho más complejas que las

técnicas cualitativas y semi-cuantitativas y que por ende

requieren mayor tiempo para su desarrollo.

Las técnicas cuantitativas permiten determinar valores

absolutos de riesgo, que pueden tratarse como egresos

probables y por ende incluirse en evaluaciones financieras a

ser tomados en consideración en cualquier proceso de toma de

decisiones.

El objetivo principal es determinar el riesgo asociado a un

evento, escenario o decisión en particular a través de la

cuantificación explícita de la probabilidad y las consecuencias,

como se muestra en la figura #5.

Análisis de Fallas

24

3.3.3. Fundamentos del análisis de criticidad

El Análisis de Criticidad (AC) es una metodología “semi-

cuantitativa” para dimensionar el riesgo, permitiendo establecer

jerarquías o prioridades de instalaciones, sistemas, equipos y

dispositivos, de acuerdo a una figura de mérito llamada

“Criticidad”; que es proporcional al “Riesgo”: La Criticidad se

calcula mediante la siguiente ecuación:

CRITICIDAD = Frecuencia de Falla x Impacto

La Criticidad es proporcional a la siguiente ecuación:

RIESGO = Prob. Falla x Consecuencia.

Figura #5. Determinación del riesgo

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

Análisis de Fallas

25

La Frecuencia de Falla es proporcional a la probabilidad de

falla y el Impacto es proporcional a la Consecuencia de una

falla; en consecuencia; La CRITICIDAD es Proporcional al

RIESGO.

El análisis de criticidad es una técnica de fácil manejo y

comprensión en la cual se establecen rangos relativos para

representar las probabilidades y/o frecuencias de ocurrencia de

eventos y sus impactos o consecuencias.

Ambas magnitudes; frecuencias e impactos; se llevan

entonces a una matriz; como la mostrada en la Figura #6 que

tiene un código de colores que denotan la menor o mayor

intensidad del riesgo relacionado con la instalación, sistema,

equipo o dispositivo bajo análisis.

La figura 6, muestra un típico arreglo de una matriz de

riesgo 4x4 semi-cuantitativa; Puede verse en la figura que el

eje de la probabilidad o frecuencia se divide en rangos

calificados como Alto, Medio, Bajo y Remoto; y de igual manera

se dividen las consecuencias en rangos calificados como

Grave, Substancial, Marginal e Insignificante. Estos rangos

deben asociarse a valores numéricos para estudios

cuantitativos y/o a descripciones muy claras para el caso de

estudios semi-cuantitativos o cualitativos.

En la matriz pueden identificarse tres regiones; a saber:

ü Región de Riesgo Inaceptable.

Análisis de Fallas

26

ü Región de Riesgo Aceptable

Una región entre las regiones de riesgo aceptable y riesgo

inaceptable en la cual se requiere de acciones de evaluación

detallada, gerencia y monitoreo del riesgo.

Esta matriz es solo un ejemplo que considera la división en

regiones que se muestra la Figura XXX. Esta división es la

recomendada por la Norma NORZOK Z-013 – “Risk and

Emergency Preparedness Analysis”.

No obstante, es importante aclarar que para cada proceso, tipo

de industria o sistema particular bajo estudio debe establecerse

claramente lo que se considerará como riesgo intolerable y lo

que se considerará como riesgo tolerable. Esto debe además

corresponder a un “gran acuerdo” aceptado a todos los niveles

de la organización o proceso donde se utilizará la matriz.

Un aspecto clave en el establecimiento de una matriz de riesgo

es la definición de los rangos de probabilidad o frecuencia y de

impacto o consecuencias.

Análisis de Fallas

27

Figura #6. Matriz de criticidad

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

3.3.4. Métodos para análisis de criticidad

Durante el proceso de concepción y diseño de una estructura

de criticidad para un sistema, proceso o negocio en particular,

debe tomarse en cuenta tres grandes tareas:

ü Realizar un exhaustivo análisis estadístico de eventos de

falla y de su impacto global en el negocio, para establecer

rangos relativos para las frecuencias de falla y para los

impactos o consecuencias de falla.

ü Establecer claramente lo que se considerará como riesgo

intolerable y lo que se considerará como riesgo tolerable; lo

cual implica un extenso análisis de “tolerabilidad del riesgo” en

toda la organización, y la revisión de normas, estándares y

regulaciones vigentes por tipo de proceso.

Análisis de Fallas

28

ü Lograr un “gran acuerdo” aceptado a todos los niveles de la

organización o proceso donde se utilizará la estructura de

criticidad y unificar criterios para su interpretación y correcta

utilización.

Las tareas previamente expuestas son seguramente posibles,

pero también implican un considerable esfuerzo de análisis y el

consumo de recursos y tiempo; por esta razón, muchas

organizaciones deciden seleccionar entre las estructuras de

criticidad ya diseñadas y probadas para adoptar una de estas

metodologías, es decir aquella que mejor se adapte a la

naturaleza del proceso o negocio bajo análisis.

A continuación se describen brevemente algunas de las

metodologías de criticidad de más amplia aceptación en la

industria de procesos.

Método de Ciliberti

Este enfoque de carácter cualitativo, combina dos (2) matrices

de criticidad; una construida desde la óptica de seguridad de

los procesos y otra construida desde la óptica del impacto en

producción. Ambas matrices se integran en una matriz de

criticidad global, para obtener la criticidad total del equipo

estudiado. Es el más completo de los métodos, ya que

considera las probabilidades y consecuencias en las áreas de

SHA y producción separadamente y luego une los resultados.

El análisis comienza cuando el analista evalúa las

consecuencias y las probabilidades del criterio de seguridad,

Análisis de Fallas

29

higiene y ambiente y el criterio de proceso del activo a ser

analizado.

Según los datos de entrada, los cuales son: las condiciones

operacionales, probabilidad, consecuencia, pérdida de la

producción, otros, los valores arrojados por el análisis se

introducen en la matriz correspondiente a cada criterio (primera

matriz), logrando como resultado la criticidad para el criterio de

SHA. Para el criterio de proceso, estos valores se introducen

en la segunda matriz para ajustar los niveles de criticidad

obtenidos de la matriz anterior, con el fin de obtener el nivel de

criticidad para el activo analizado. Finalmente ambos

resultados se combinan en una matriz resultante, tal, como se

muestra en la figura #7.

Metodología de Análisis de Criticidad de los Puntos.

La estructuras de criticidad que provee la llamada “metodología

de los puntos” tiene su origen en el movimiento de mejora de la

confiabilidad de los procesos productivos que se inició en la

industria petrolera del Mar del Norte en la década del 90

[manual de criticidad de PDVSA - CIED] y hoy es ampliamente

utilizada en la industria petrolera; por supuesto, con múltiples

adecuaciones y modificaciones.

La base fundamental de este enfoque es el establecimiento de

un sistema de puntos para valorar la criticidad; y de una matriz

cuyos rangos de frecuencia y consecuencia se expresan en

“puntos”.

Análisis de Fallas

30

La ecuación base para el cálculo de criticidad en esta

metodología es la siguiente:

CRITICIDAD = Frecuencia de Fallas x [(Nivel de Producción x

% Impacto x TPPR) + Costo Rep.+ Impacto en Seguridad+

Impacto Ambiental].

La figura #8 muestra una tabla para estimación de puntajes y la

matriz de riesgo que propone la metodología. Su uso es

intuitivo, de fácil manejo y rápida aplicación.

Como todo análisis semi-cuantitativo, puede ser altamente

impactado por la subjetividad en su aplicación, por lo que es

recomendable el estudio de las bases o premisas que

sustentan el diseño de la matriz de riesgo y la “clara definición”

de cada uno de los términos de la ecuación de criticidad para

evitar dualidad en la interpretación. Adicionalmente, se

recomienda la participación de “equipos naturales de trabajo”

en la valoración de la criticidad para minimizar el sesgo y la

subjetividad.

Análisis de Fallas

31

Figura #7. Análisis de criticidad según Ciliberti

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

Análisis de Fallas

32

Figura # 8. Metodología de Análisis de Criticidad de los Puntos

Fuente: INGENIERÍA DE CONFIABILIDAD Y ANÁLISIS

PROBABILÍSTICO DE RIESGO (R2M). Medardo Yáñez.

4. Árbol de Falla. Es una técnica deductiva que se centra en un suceso accidental

particular (accidente) y proporciona un método para determinar las

causas que han producido dicho accidente. Es una técnica que consiste

en un proceso deductivo basado en las leyes del algebra booleana.

El análisis con árboles de falla es una metodología deductiva que se

apoya en la elaboración de un diagrama lógico capaz de mostrar todas

las posibles situaciones que pueden generarse en un proceso de falla.

Es un método visual usado para analizar las interrelaciones entre

situaciones indeseadas o fallas a nivel de los componentes de un

sistema y una falla principal o situación indeseada a nivel del sistema

completo (o evento tope).

Análisis de Fallas

33

El análisis con árboles de falla no solo permite la representación grafica

y lógica de un proceso de falla a nivel del sistema, también permite

cuantificar la probabilidad de ocurrencia del evento tope, a partir de las

probabilidades de ocurrencia de fallas o eventos indeseados a nivel de

componentes.

4.1. Componentes y Simbología de un Árbol de Falla.

SÍMBOLO SIGNIFICADO DEL SÍMBOLO

SUCESO BÁSICO. No requiere de posterior desarrollo al

considerarse un suceso de fallo básico.

SUCESO NO DESARROLLADO. No puede ser considerado

como básico, pero sus causas no se desarrollan, sea por falta

de información o por su poco interés.

SUCESO INTERMEDIO. Resultante de la combinación de

sucesos más elementales por medio de puertas lógicas.

Asimismo se representa en un rectángulo el suceso no

deseado del que parte todo el árbol.

El suceso de salida (S) ocurrirá si, y sólo si ocurren

todos los sucesos de entrada (E1 B1).

El suceso de salida (S) ocurrirá si, y sólo si ocurren

uno o más de los sucesos de entrada (E1 B1).

SIMBOLO DE TRANSFERENCIA. Indica que el árbol sigue en

otro lugar.

PUERTA (Y) PRIORITARIA. El suceso de salida ocurrirá si, y

solo si todas las entradas ocurren en una secuencia

determinada, que normalmente se especifica en una elipse

dibujada a la derecha de la puerta.

Análisis de Fallas

34

PUERTA (O) EXCLUSIVA. El suceso de salida ocurrirá si lo

hace una de las entradas, pero dos o más de ellas.

PUERTA DE INHIBICIÓN. La salida ocurrirá si, y sólo si lo hace

su entrada y además se satisface una condición dada (X)

4.2. Algebra Booleana

Es la rama de la matemática que representa las relaciones entre

entidades. Se puede utilizar directamente en diseño digital ya que

las variables empleadas en las expresiones Booleanas están

restringidas a valores de 0 y 1.

Reglas del Álgebra Booleana: Las reglas más utilizadas son las

siguientes:

Ley Conmutativa: X * Y = Y * X

X + Y = Y + X

Ley Asociativa: X *(Y * Z) = (X * Y) * Z

X + (Y + Z) = (X + Y) + Z

Ley Distributiva: X *(Y + Z) = X * Y + X * Z

X + Y * Z = (X + Y) * (X + Z)

Ley Idempotente: X * X = X

Análisis de Fallas

35

X + X = X

Ley de Absorción: X * (X + Y) = X

X + X * Y = X

Teorema de Morgan: X * Y = Y + X

X + Y = Y * X

Otras relaciones matemáticas sin nombre pero que son muy

útiles en procesos de reducción, son las siguientes:

X * (X + Y) = X

X + (X * Y) = X

4.3. Procedimiento general para desarrollar un árbol de falla

A. Identificar el Evento No Deseado.

En la identificación del evento no deseado o evento tope se

sugiere la utilización de los siguientes criterios:

a) El evento tope debe ser medible, definible y observable

b) El evento tope debe ser inclusivo de los eventos de menor nivel

c) El evento tope debe ser controlable.

El evento no deseado es con mucha frecuencia una falta, que al

ocurrir trae como resultado la falla del sistema completo, la falla

del sistema de respaldo, degradación de los niveles de producción

o calidad de los productos, o fallas no detectadas. Este evento es

considerado una falla catastrófica o un evento cuyas

consecuencias no son permisibles tales como pérdida de la

disponibilidad o degradación de los productos de salida, parada

del sistema y/o situaciones que colocan en situación riesgosa al

personal de operaciones, mantenimiento o terceras personas.

Puede darse el caso que el evento tope se produzca por la

ocurrencia de una falla inusual a nivel de un sub-sistema cuya

causa es desconocida. En todo caso, cualquier evento observable

Análisis de Fallas

36

puede ser seleccionado como evento no deseado o evento tope y

el analista debe reconocer que un análisis con un árbol de fallas

no identificará riesgos no asociados con el evento seleccionado.

Para definir el evento no deseado o evento tope debe conocerse

la operación normal del sistema y el ambiente a sus alrededores

con la finalidad de permitirle al analista mostrar dicho evento

como un riesgo en seguridad o pérdida de confiabilidad.

Cuando se define el evento se debe evitar que los rangos de las

faltas se definan de manera muy amplia. Por ejemplo, “Falla para

Completar la Misión”, para una planta de proceso, no es lo

suficientemente específica para facilitar el análisis. Esto se debe a

que la falla puede variar desde la “falta” de un componente que

puede causar la reducción temporal del nivel de producción hasta

la pérdida de un componente crítico que para la planta completa.

Estas dos faltas pueden ser criterio para definir la pérdida de la

misión, sin embargo, el paro de la planta completamente es

obviamente mucho más severo que la reducción del nivel de

producción. Al final, ambos eventos pueden ser incluidos en el

mismo evento tope, lo que implicaría un árbol de falla más

complejo.

B. Construir el Árbol de Falla

Para la construcción del árbol de falla se sugiere seguir los

siguientes pasos:

a) El primer paso consiste en definir la finalidad del árbol de falla.

En la mayoría de los casos los árboles de falla son generados

para evaluar seguridad o confiabilidad. Si es seguridad el caso, el

árbol será construido alrededor de un evento tope relacionado con

la seguridad de la planta. De otra manera sería construido

alrededor de eventos operacionales relacionados con la

producción o la integridad mecánica de la unidad como evento

Análisis de Fallas

37

tope. En esta etapa es importante determinar el nivel hasta el cual

se hará el análisis.

b) Definir el evento no deseado o evento tope. Esta es una de las

fases más importantes en la construcción del árbol, ya que de ella

dependen todas las consideraciones que se deben hacer a futuro

durante la construcción del árbol.

Si el evento tope no se define correctamente el árbol de falla

completo puede fácilmente convertirse en algo inútil par la función

para la cual fue diseñado.

c) Comience la construcción del árbol con la falta a nivel de

sistema. Describa completamente todos los eventos que pueden

causar que esta falta ocurra.

Divida el sistema en sub-sistemas de ser posible. La razón para

hacerlo es que esto le permite al analista simplificar la

construcción utilizando la falla de cada sub-sistema como una

posible rama principal para el árbol de falla. Cuando el sistema es

sub-dividido en forma correcta el tiempo requerido para evaluar el

árbol completo se reduce en forma considerable.

d) Defina completamente cada rama del árbol antes de comenzar

con la rama siguiente. Esto evita complicaciones en el manejo de

la información al momento de construir el árbol.

e) En la medida en que se vaya descendiendo a los niveles

inferiores, continúe describiendo sus causas inmediatas hasta que

la falla sea atribuible al nivel mínimo pre-establecido o a un error

humano (nivel de entrada del árbol).

Durante la construcción del árbol, es recomendable utilizar un

diagrama de bloque del sistema para simplificar la determinación

de las ramas principales.

Adicionalmente, si los resultados de un análisis de modos y

efectos de falla del sistema están disponibles al momento de

hacer el árbol de falla, es recomendable utilizar los resultados en

la definición del evento tope.

Análisis de Fallas

38

C. Analizar el Árbol de Falla

Una vez completada la construcción del árbol de falla, se procede

a la identificación de los sets de combinaciones mínimas. Un set

de combinaciones mínimas se define como la combinación de

fallas de componentes, que causa la falla del sistema. Al observar

el árbol de falla completo, un set de combinación mínima es un

camino desde el evento tope hasta la falta de cualquiera de los

elementos o componentes en el nivel básico. Dicho camino puede

tener un número de ramas y no es necesariamente un camino

recto.

Cuando se realiza el análisis del árbol de falla, debe hacerse un

esfuerzo importante en la parte cuantitativa del análisis del

sistema. En tal sentido se enumeran los pasos que deben

seguirse:

a) Determinar los sets de combinaciones mínimas para simplificar

el árbol (análisis cualitativo).

b) Determinar la probabilidad de ocurrencia de cada evento de

entrada.

c) Combinar las probabilidades de los eventos de entrada a través

de las compuertas lógicas de la siguiente manera:

c.1) Compuerta “Y”: La probabilidad a la salida es el producto

de las probabilidades de las entradas:

PO � P1 ∗ P2 ∗ … . Pn

c.2) Compuerta “O”: La probabilidad a la salida es la suma de

las probabilidades desde las entradas:

PO � 1 � ��1 � P1�∗ �1 � P2�∗ … �1 � Pn�

Asumiendo que las entradas son independientes.

d) Continuar la combinación de las probabilidades de entrada de

las compuertas hasta determinar la probabilidad de ocurrencia del

evento tope.

Análisis de Fallas

39

e) Identificar aquellos sets de combinaciones mínimas

susceptibles a causas comunes de falla. Las causas comunes de

fallas o evaluación de modos de falla comunes identifican los sets

de combinaciones mínimas que contienen múltiples elementos

que tienen una vulnerabilidad en común que los pudiera hacer

fallar a todos debido a una misma causa de falla. Es

extremadamente importante entender que las fallas de los

elementos primarios en un árbol de falla no son necesariamente

independientes.

Una causa básica simple de falla puede resultar en fallas múltiples

que originen la falla del sistema. Por definición, los eventos tope

ocurren solo si los elementos primarios fallan de tal manera que

conforman un set de combinación mínima. Por esta razón se tiene

tanto interés en las causas comunes de falla, porque pueden

activar todos los componentes primarios en los mencionados sets.

Cuando se ejecutan análisis de confiabilidad a nivel de sistemas,

los mismos obligan a tomar en cuenta que existen escenarios

operacionales alternativos, estrategias de mantenimiento y

soporte diferentes a lo actual, rutinas de diagnóstico, aplicaciones

automáticas versus manuales y muchas otras cosas que pueden

contribuir al mejoramiento de los niveles de confiabilidad.

El proceso de investigar estas alternativas y la evaluación en

términos de criterios pre-establecidos constituye un esfuerzo

analítico considerable. Dicho esfuerzo debe ser soportado por el

incremento de los niveles de confiabilidad en conjunto con los

beneficios económicos de su implementación, ya que de lo

contrario no tiene sentido el poner en práctica ninguna de las

mencionadas alternativas.

Con la finalidad de profundizar en la técnica de análisis de árboles

de falla, el ejemplo siguiente refleja la lógica que está detrás de la

misma.

Análisis de Fallas

40

Al analizar el sistema y su árbol de falla en las Figuras 1.2 y 1.3

respectivamente, puede observarse que el evento tope “T” es la

salida a partir de una compuerta “O” con dos entradas G2 y G3.

T � G2 � G3

Figura # 9. Esquemático de un Circuito.

Fuente: Reliability and Risk Management, S. A. 2004. Ingeniería de

Confiabilidad y Análisis Probabilístico de Riesgo.

Análisis de Fallas

41

Figura 10: Árbol de Fallas del Circuito.

Fuente: Reliability and Risk Management, S. A. 2004. Ingeniería de

Confiabilidad y Análisis Probabilístico de Riesgo.

El evento G2 es la salida de una compuerta “O” que tiene como

entradas los eventos E1 y X3:

G2 � E1 � X3

El evento G3 es la salida de una compuerta “Y” que tiene las

entradas los eventos X1 y X2:

G3 � X1 ∗ X2

De esta manera, podemos resolver matemáticamente para el

evento tope “T”, utilizando las reglas del álgebra Booleana:

T � G2 � G3 � E1 � X3 � X1 ∗ X2

Después de desarrollar el árbol de falla, es necesario evaluar la

probabilidad de ocurrencia del evento tope “T” mediante la

combinación de las probabilidades de falla de los componentes

Análisis de Fallas

42

utilizando las reglas básicas de probabilidad y la lógica definida en

el árbol.

5. Otras Técnicas de Análisis de Fallas 5.1. Análisis de Pareto. El diagrama de Pareto, también llamado Distribución A-B-C, es una

gráfica para organizar datos de forma que estos queden en orden

descendente, de izquierda a derecha y separados por barras.

El diagrama permite mostrar gráficamente el principio de Pareto (pocos

vitales, muchos triviales), es decir, que hay muchos problemas sin

importancia frente a unos pocos muy importantes.

El diagrama facilita el estudio de las fallas, pero hay que tener en cuenta

que tanto la distribución de los efectos como sus posibles causas no es

un proceso lineal sino que el 20% de las causas totales hace que sean

originados el 80% de los efectos.

El principal uso que tiene el elaborar este tipo de diagrama es para

poder establecer un orden de prioridades en la toma de decisiones

dentro de la gestión del mantenimiento, evaluar todas las fallas, saber si

se pueden resolver o mejor aún evitarlas.

Análisis de Fallas

43

Figura # 11. Diagrama de Pareto

Tipos de fallas, frecuencia e impacto.

5.2. Método de Maxer Método que consiste en encontrar la causa de las ocurrencias de las

fallas, cuyo análisis se da después de la ocurrencia de la falla donde se

revisan las trazas indicadoras. Método similar al árbol de fallas.

El método da a seguir los siguientes pasos:

1. Estudiar la situación a fondo

2. Establecer varias hipótesis de fallas iniciales

3. Seleccionar la más factible

4. Verificar la hipótesis

5. Reparar la falla

6. Verificar que la reparación removió la falla

7. Establecer las causas de fondo y corregirlas

8. Verificar el efecto del paso 7.

9. Verificar que equipos similares reciban la mismas medidas

proactivas

Análisis de Fallas

44

5.3. Estudios de Correlación

La correlación estudia cuan estrecha es la asociación entre variables y la

regresión plantea un modelo a través del cual conocido el valor de una

variable explicativa se puede llegar a predecir el valor de la otra

(variable respuesta).

El coeficiente de correlación de Pearson es el calculado para variables

continuas, si tenemos dos variables X e Y, la correlación entre ellas se la

nombra r (X, Y), o solo r y está dada por:

La relación entre dos variables cuantitativas queda representada

mediante la línea de mejor ajuste, trazada a partir de la nube de puntos.

Los principales componentes elementales de una línea de ajuste y, por

lo tanto, de una correlación, son la fuerza, el sentido y la forma:

• La fuerza extrema según el caso, mide el grado en que la línea

representa a la nube de puntos: si la nube es estrecha y alargada, se

representa por una línea recta, lo que indica que la relación es fuerte; si

la nube de puntos tiene una tendencia elíptica o circular, la relación es

débil.

• El sentido mide la variación de los valores de B con respecto a A:

si al crecer los valores de A lo hacen los de B, la relación es directa

(pendiente positiva); si al crecer los valores de A disminuyen los de B, la

relación es inversa (pendiente negativa).

• La forma establece el tipo de línea que define el mejor ajuste: la

línea recta, la curva monotónica o la curva no monotónica

Análisis de Fallas

45

Cuando las variables no tienen distribución normal, se puede utilizar el

coeficiente de correlación de Spearman. Este es una medida de la

correlación (la asociación o interdependencia) entre dos variables

aleatorias continuas. Para calcular ρ, los datos son ordenados y

reemplazados por su respectivo orden.

El estadístico ρ viene dado por la expresión:

Para muestras mayores de 10 observaciones, podemos utilizar la

siguiente aproximación a la distribución t de Student:

La interpretación de coeficiente de Spearman es igual que la del

coeficiente de correlación de Pearson. Oscila entre -1 y +1,

indicándonos asociaciones negativas o positivas respectivamente, 0

cero, significa no correlación pero no independencia.

Análisis de Fallas

46

Veamos los siguientes datos de fallas y carga anual para un conjunto de

máquinas de una planta de producción de envases plásticos:

Nro. Fallas

Carga por Máquina

12 12.5 10 14 17 20 15 17 2 6 2 4 18 25 9 12 7 8 1 2 1 1

Con esto elaboramos la tabla para determinar el coeficiente de

correlación de Sperman, ya que tenemos más de 10 datos:

Pos. No. de Fallas

Rango de Valores

de la falla Carga por Máquina

Rango de Valores

de la Carga

d (diferencia

d² (diferencia

al cuadrado)

1 12 8 12,5 7 1 1 2 10 7 14 8 -1 1 3 17 10 20 10 0 0 4 15 9 17 9 0 0 5 2 3,5 6 4 -0,5 0,25 6 2 3,5 4 3 0,5 0,25 7 18 11 25 11 0 0 8 9 6 12 6 0 0 9 7 5 8 5 0 0

10 1 1,5 2 2 -0,5 0,25 11 1 1,5 1 1 0,5 0,25

Sumatoria = 3

� � 1 �6

�� � �� �� � 1 �6

�11� � 11��3 � 0,9863

Análisis de Fallas

47

Este ejercicio nos dice que existe una alta correlación entre el número de

fallas y la carga anual de la máquina.

Análisis de Fallas

48

Conclusión

Toda Falla deja unas pistas que permiten encontrar su origen. Las personas

que conforman el equipo mantenedor deben conocer muy bien las teorías de

las fallas a fin de interpretar adecuadamente estas pistas.

Toda máquina tiene sus niveles normales de ruido, vibración y temperatura.

Cuando se observe algún aumento anormal de estos niveles, se tienen los

primeros indicios de que hay alguna falla. Los operarios de las máquinas deben

ser instruidos para que avisen al detectar estos síntomas que presenta la

máquina.

Al diseñar una máquina se debe tener un profundo conocimiento de la forma en

que funciona cada elemento componente y la forma en que puede fallar. Esto

conducirá a mejores diseños.

Antes de reemplazar una pieza que ha fallado se debe hacer un análisis

minucioso con el fin de determinar la causa exacta y aplicar los correctivos que

haya a lugar.

Análisis de Fallas

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BIBLIOGRAFÍA

1. Reliability and Risk Management, S. A. 2004. Ingeniería de

Confiabilidad y Análisis Probabilístico de Riesgo. (R2M).

2. Manual del Ingeniero de Mantenimiento.

3. Articulo en Internet, Análisis de modos de fallas, efectos y criticidad.

José R. Aguilar Otero / Roció Torres. México

4. Articulo en Internet. AMEF Análisis de modo y efecto de la falla.

www.leansolutions.com/conceptos/amef.

5. Mantenimiento por JezdimirKnezevic .Isdefe 1996.

6. http://confiabilidad.net/print/impacto-del-mantenimiento-predictivo-de-

motores-electricos-dc/

7. http://www.facmed.unam.mx/deptos/salud/censenanza/planunico/spii

/antologia/28_2_Spearman.pdf

8. Análisis de Criticidad Integral de Activos, Edwin Gutiérrez, R2M