Figura 1.15 Determinación de la vida esperada por el fabricante de una máquina o parte
Fuente: elaboración propia.
Figura 1.16 Minimización de fallas en los procesos de ensamble, operación y mantenimiento de máquinas
Fuente: elaboración propia.
1.10 ÉTICA EN LOS ANÁLISIS DE FALLAS
Los analistas de falla deben propender por mantener siempre la independencia en la emisión de sus conceptos sobre el mecanismo de falla o de causa raíz, evitando ceder ante las presiones conscientes e inconscientes siempre presentes de los representantes de la fábrica, de los operadores, de los mantenedores, etcétera. Esto se vuelve especialmente crítico cuando los analistas trabajan para una de las partes involucradas; no obstante lo anterior, los analistas deben recordar que su trabajo es determinar las causas físicas, humanas y organizacionales de una falla, atendiendo estrictamente a las evidencias que la investigación genere.
Quienes solicitan conceptos del mecanismo de falla o de la causa raíz de falla deben ser conscientes de que están contratando un concepto técnico, cuyo resultado no está predefinido, es decir, en este caso no aplica el principio de que el cliente siempre tiene la razón. La responsabilidad del cliente, por lo tanto, es la de brindar toda la información que necesiten los analistas, para emitir un concepto imparcial.
Los análisis de falla son procesos de ingeniería similares al diseño, en el sentido de que dos analistas al estudiar un mismo caso, es posible que lleguen a conceptos de mecanismo de falla diferentes (identificando los mismos modos de falla). Lo mismo ocurre cuando dos diseñadores resolviendo el mismo problema, plantean dos soluciones diferentes, lo cual es perfectamente normal. Lo acertado de un análisis de falla en cuanto a la identificación de modos de falla, mecanismos de falla, causas físicas y causas raíces, dependerá de la riqueza y veracidad de la información recolectada, de la experiencia de los analistas y de la amplitud de ensayos, mediciones y cálculos realizados.
1.11 ESTADÍSTICAS DE FALLAS
A partir de los análisis de mecanismo de falla realizados por los autores del presente texto, durante una ventana de tiempo de 10 años que corresponden a cerca de 290 eventos de falla estudiados [13], se pudieron establecer las estadísticas que a continuación se mencionan, las cuales pueden dar al lector información sobre las tendencias de tipos de falla, modos de falla y fuentes de falla que comúnmente se consultan en el medio local. Estos eventos de falla provinieron principalmente de empresas del sector minero (carbón y petróleo), aeronáutico, automotriz, de maquinaria industrial e infraestructura (puentes metálicos).
Debido a su impacto en la producción, disponibilidad y funcionalidad de equipos e instalaciones, y a sus consecuencias económicas, humanas y ambientales, no es de extrañar que la mayoría de casos consultados por los diferentes sectores productivos correspondan a fallas catastróficas (82,6 %) (figura 1.17).
Figura 1.17 Proporción entre fallas catastróficas y no catastróficas consultadas
Fuente: elaboración propia.
Las fallas súbitas engloban generalmente modos de falla como las fracturas súbitas, la deformación plástica o eventos de desgaste adhesivo severo, producto de una falta de control efectiva sobre el valor de las solicitaciones, lo cual genera sobrecargas o mal funcionamientos que favorecen la ocurrencia de los modos de falla mencionados. En general, si se tienen eficientes procesos de operación y mantenimiento, normalmente se logra disminuir la proporción de fallas súbitas frente a las progresivas. De los casos consultados a los autores, la mayoría correspondieron a fallas progresivas (67,5 %) (figura 1.18).
Figura 1.18 Proporción entre fallas progresivas y súbitas consultadas
Fuente: elaboración propia.
Dependiendo de las solicitaciones particulares a las cuales se someten los elementos mecánicos en diferentes ramos industriales, se encuentra que en algunos ramos predominan ciertos modos de falla finales que en otros sectores industriales no son tan frecuentes. Por ejemplo, en operación de maquinaria industrial, estructuras, automóviles, aeronaves, minería y movimiento de tierras, donde el ambiente corrosivo está limitado a la acción de la atmósfera, es común que los modos de falla finales predominantes sean en orden descendente de importancia, los relacionados con fractura, desgaste y deformación plástica, siendo los modos de falla finales relacionados con corrosión poco frecuentes (figuras 1.19 y 1.21, izquierda), nótese que el modo de falla final de mayor consulta fue la fractura por fatiga.
En ramos industriales relacionados con la conducción y el bombeo de fluidos corrosivos como el agua, el vapor de agua, alimentos, petróleo y sus derivados, la participación de los modos de falla finales relacionados con corrosión y su cooperación con fractura (corrosión-fractura) o con desgaste (corrosión-desgaste) se hace importante, equiparándose a los modos de falla finales por fractura (figuras 1.20 y 1.21, derecha). Nótese que los modos de falla finales más consultados fueron la fractura por cooperación corrosiónfatiga y la fatiga pura.
Figura 1.19 Modos de falla finales comúnmente consultados
Nota. Relacionados con operaciones de maquinaria industrial, estructuras, automóviles, aeronaves, minería y movimiento de tierras.
Fuente: elaboración propia.
Los modos de falla relacionados con vibración no aparecen en las figuras 1.19 a 1.21, no por su ausencia, sino debido a que las empresas generalmente los consultan con analistas especializados en ese tipo de eventos, perfil que no corresponde al de los autores del presente texto.
De los análisis de mecanismo de falla realizados, se encontró que las fuentes más comunes de falla recaen en operación y en mantenimiento (figura 1.22), sumando estas 2 fuentes el 75,7 % de los casos. Esto indica que es más común encontrar la fuente de la falla en la organización operadora y mantenedora del equipo,