EL ANÁLISIS DE FALLAS COMO UNA TÉCNICA DE MANTENIMIENTO PREVENTIVO

Desde el advenimiento del mantenimiento preventivo se han logrado disminuir sensiblemente las “paradas” inadvertidas de maquinaria o equipos en las plantas industriales que lo implementaron. Últimamente se está imponiendo un nivel más avanzado y ya se habla del mantenimiento predictivo. Éste permite no sólo prevenir las paradas, sino que además predice o indica el momento preciso para ellas, cuando los componentes de recambio han cumplido “satisfactoriamente” su vida útil. Esto permite manejar un stock menor, pues las compras se harían poco antes de su utilización, disminuyendo el costo financiero del mismo. La gestión de mantenimiento no será lo suficientemente técnica hasta tanto no se incorpore a lo anterior el análisis de fallas de los componentes y piezas de recambio. El nivel de ruido o la temperatura de un rodamiento podrían ser un buen indicativo de un estado y podría llegar a predecirse con exactitud el momento preciso cuando debe reemplazarse y así, evitar un paro inadvertido. Factores relacionados con la falla A través de los años, los factores fundamentales relacionados con la falla o acortamiento de la vida de partes en servicio han sido clasificados en cinco grupos a saber:

ü  Diseño

ü  Selección de materiales

ü  Tratamientos térmicos

ü  Procesos de fabricación

ü  Maquinados y ensambles

ü  Condiciones de transporte, almacenamiento y operación

ü  Calidad del mantenimiento

 Una falla puede deberse a la deficiencia en uno o varios de esos factores actuando conjuntamente y la causa exacta es a menudo difícil de determinar, ya que para ello se requiere de una intensiva investigación. En general, el personal de mantenimiento no dispone de todos los medios necesarios para clarificar la causa de falla y emprender su solución. Sin embargo, y es una queja general, lo que casi siempre falta es un método o procesamiento lógico para analizar y reportar fallas de materiales de ingeniería, por lo que surge la ya muy conocida pregunta “¿Por dónde empezar?” Justificación de análisis Una parte o ensamblaje se considera fallado cuando se presenta una de las siguientes condiciones:

a.   Cuando queda completamente inoperante.

b. Cuando es operable, pero no es capaz de realizar sus funciones en forma satisfactoria.

c. Cuando su deterioro es tan serio que lo hace inapropiado o inseguro para su uso continuo. En otras palabras, cuando la parte debe ser inmediatamente retirada de servicio para su reparación o reemplazo. Las principales razones para realizar el análisis de fallas de materiales de ingeniería son la determinación y descripción de los factores responsables de la falla del componente o estructura. Basados en esta determinación, acciones correctivas deberán iniciarse. Tales acciones pueden ser motivadas por una práctica sana de buena ingeniería o por una consideración de tipo económico.

Confiabilidad

La confiabilidad es la probabilidad de que las máquinas y equipos funcionen sin fallar durante un tiempo determinado y bajo condiciones específicas.

Confiabilidad operacional

Capacidad para cumplir una función consistentemente de acuerdo a como fue diseñado y bajo condiciones específicas de operación.

ANÁLISIS DE FALLAS

Cuando hay una falla.

Cuando la pieza queda completamente inservible.

Cuando a pesar de que funciona no cumple su función satisfactoriamente. Cuando su funcionamiento es poco confiable debido a las fallas y presenta riesgos.

Causas:

1. Mal diseño, mala selección del material.

2. Imperfecciones del material, del proceso y/o de su fabricación.

3. Errores en el servicio y en el montaje.

4. Errores en el control de Calidad, mantenimiento y reparación.

5. Factores ambientales, sobrecargas.

Generalmente una falla es el resultado de uno o más de los anteriores factores.

Deficiencia en el Diseño.

1. Errores al no considerar adecuadamente los efectos de las entallas.

2. Insuficientes criterios de diseño por no tener la información suficiente sobre los tipos y magnitudes de las cargas especialmente en piezas complejas (No se conocen los esfuerzos a los que están sometidos los elementos).

3. Cambios al diseño sin tener en cuenta los factores elevadores de los esfuerzos.

 Deficiencias en la selección del material:

1. Datos poco exactos del material (ensayo de tensión, dureza).

2. Empleo de criterios erróneos en la selección del material.

3. Darle mayor importancia al costo del material que a su calidad.

Imperfecciones en el Material:

1. Segregaciones, porosidades, incrustaciones, grietas (generadas en el proceso del material) que pueden conducir a la falla del material.

Deficiencias en el Proceso:

1. Marcas de maquinado pueden originar grietas que conducen a la falla.

2. Esfuerzos residuales causados en el proceso de deformación en frio o en el tratamiento térmico que no se hacen bajo las normas establecidas (Temperatura, Tiempo, Medio de enfriamiento, Velocidad).

3. Recubrimientos inadecuados.

4. Soldaduras y/o reparaciones inadecuadas.

Curva de la bañera.

La curva de la bañera, es un gráfica que representa los fallos durante el período de vida útil de un sistema o máquina. Se llama así porque tiene la forma de una bañera cortada a lo largo.

Teoría de fallas.

En ella se pueden apreciar tres etapas:

• Fallos iníciales: esta etapa se caracteriza por tener una elevada tasa de fallos que desciende rápidamente con el tiempo. Estos fallos pueden deberse a diferentes razones como equipos defectuosos, instalaciones incorrectas, errores de diseño del equipo, desconocimiento del equipo por parte de los operarios o desconocimiento del procedimiento adecuado.

• Fallos normales: etapa con una tasa de errores menor y constante.
Los fallos no se producen debido a causas inherentes al equipo, sino por causas aleatorias externas. Estas causas pueden ser accidentes fortuitos, mala operación, condiciones inadecuadas u otros.

• Fallos de desgaste: etapa caracterizada por una tasa de errores rápidamente creciente. Los fallos se producen por desgaste natural del equipo debido al transcurso del tiempo.

Ésta es una de doce formas que se han tipificado sobre los modos de fallas de equipos, sistemas y dispositivos

 Programa de Detección y Análisis de Fallas.

El programa de Detección analítica de Fallas DAF, proporciona las habilidades y destrezas para la solución y prevención de problemas en ambientes productivos, acompañando los esfuerzos de mejoramiento continuo.

Beneficios:

Algunos de los beneficios más evidentes del programa son:

• Reducción del tiempo de reparación.

• Minimización de tiempo de preparación y arranque de equipos.

• Disminución de fallas repetitivas.

• Aumento en la disponibilidad de equipos.

• Reducción de retrabajos y desperdicio.

• Reducción en la frecuencia de fallas.

• Mejora del mantenimiento preventivo.

• Reducción de costos por fallas de calidad.

• Mayor eficiencia en el trabajo en equipo.

Es indispensable que el departamento de conservación cuente invariablemente con un inventario de conservación, el cual es un listado de los recursos por atender, sean éstos equipos, instalaciones o construcciones; y que, además, se haya establecido el índice ICGM (RIME).

De esta forma, utilizando el código máquina y combinándolo con el principio de Pareto, obtenemos el inventario jerarquizado de conservación (vital, importante y trivial).

El análisis de falla es un examen sistemático de la pieza dañada para determinar la causa raíz de la falla y usar esta información para mejorar la confiabilidad del producto.

El análisis de falla está diseñado para:

a) Identificar los modos de falla (la forma de fallar del producto o pieza).

b) Identificar el mecanismo de falla (el fenómeno físico involucrado en la falla).

c) Determinar la causa raíz (el diseño, defecto, o cargas que llevaron a la falla)

d) Recomendar métodos de prevención de la falla.

Causas comunes de falla (la lista no es exhaustiva):

• Mal uso o abuso de los equipos.

• Errores de montaje.

• Errores de fabricación.

• Mantenimiento inadecuado.

• Errores de Diseño.

• Material inadecuado.

• Tratamientos térmicos incorrectos.

• Condiciones no previstas de operación.

• Inadecuado control o protección ambiental.

• Discontinuidades de colada.

• Defectos de soldadura.

• Defectos de forja.

http://www.monografias.com/trabajos94/deteccion-modos-efectos-y-analisis-fallas/deteccion-modos-efectos-y-analisis-fallas.shtml

Existen muchos métodos para detectar fallas veremos las más difundidas:

El análisis de las causa raíz

Una causa raíz es la causa inicial de una cadena de causas que llevan a un efecto de interés. Generalmente, la causa raíz se usa para describir el lugar en la cadena de causas en donde se podría implementar una intervención para prevenir resultados no deseados.

La técnica de los 5 porqué

La técnica de los 5 Porqué es un método basado en realizar preguntas para explorar las relaciones de causa-efecto que generan un problema en particular. El objetivo final de los 5 Porqué es determinar la causa raíz de un defecto o problema.

Esta técnica se utilizó por primera vez en Toyota durante la evolución de sus metodologías de fabricación, que luego culminarían en el Toyota Production System (TPS). Esta técnica se usa actualmente en muchos ámbitos, y también se utiliza dentro de Six Sigma.

Ejemplo:
El siguiente ejemplo sencillo nos muestra el uso de este método. Partimos de un postulado:
   Problema 1:  Mi auto no arranca.

¿Por qué no arranca? Porque la batería está muerta.

¿Por qué la batería está muerta? Porque el alternador no funciona.

¿Por qué el alternador no funciona? Porque se rompió la cinta.

¿Por qué se rompió la cinta? Porque el alternador está fuera de su tiempo útil de vida y no fue reemplazado.

¿Por qué no fue reemplazado? Porque no estoy manteniendo mi auto de acuerdo a las recomendaciones del fabricante.

Evidentemente, este ejemplo podría seguirse más aún, con más preguntas. Esto sería correcto, ya que el "cinco" en la técnica de los "Cinco Porqué" no es fijo, sino más bien una incitación a hacer varias iteraciones para encontrar la causa raíz.

Es importante saber cuándo parar con el análisis. En el ejemplo anterior se podría seguir preguntando porqué el auto no tenía mantenimiento, y luego porqué el vehículo tenía un diseño que necesitaba este tipo de mantenimiento.

En general es el mismo marco del analista el que determina cuándo debe detenerse el análisis. Por ejemplo, si se ve desde el punto de vista del propietario del auto, entonces el análisis podría detenerse en el quinto porqué. Sin embargo, si el marco de referencia es el fabricante del auto, quien está atendiendo a miles de reclamos de este problema, el punto de detención del análisis tendría que llegar hasta el ámbito del diseño.

http://www.dosideas.com/noticias/metodologias/366-la-tecnica-de-los-5-porque.html

Ejemplo 2: Una maquina se ha averiado

¿Por qué se ha parado la máquina? - Saltó el fusible debido a una sobrecarga.

¿Por qué hubo una sobrecarga? - Por una lubricación inadecuada de los cojinetes.

¿Por qué la lubricación era inadecuada? - La bomba de lubricación no funcionaba bien.

¿Por qué no funcionaba bien la bomba de lubricación? - El eje de la bomba estaba gastado.

¿Por qué el eje de la bomba estaba gastado? - Había entrado suciedad dentro.

CAUSA RAÍZ: Suciedad en el eje de la bomba.

¿Qué es el diagrama de Ishikawa o Causa-Efecto?

 El diagrama de Ishikawa, conocido también como causa-efecto o diagrama de espina de pez, es una forma de organizar y representar las diferentes teorías propuestas sobre las causas de un problema.

Nos permite, por tanto, representar gráficamente el conjunto de causas que dan lugar a una consecuencia, o bien el conjunto de factores y subfactores (en las “espinas”) que contribuyen a generar un efecto común (en la “cabeza” del diagrama).

Cómo construir un diagrama causa-efecto, o de Ishikawa

Los errores más comunes son construir el diagrama antes de analizar globalmente los síntomas, limitar las teorías propuestas enmascarando involuntariamente la causa raíz, o cometer errores tanto en la relación causal como en el orden de las teorías, suponiendo un gasto de tiempo importante.

El diagrama se elabora de la siguiente manera:

1. Se debe concretar cuál va a ser el problema o “efecto” a solucionar, se dibuja una flecha y se pone el tema a tratar al final de la misma.

2. Identificar las causas principales a través de flechas secundarias que terminan en la flecha principal, se pueden establecer categorías dependiendo de cada problema.

3. Se debe identificar las causas secundarias a través de flechas que terminan en las flechas secundarias, esto se puede realizar mediante un análisis de cada parámetro, escribiendo cada causa de forma concisa.

4. Se puede hacer una asignación de la importancia de cada factor.

5. Se usan 5 categorías para definir el esquema de Ishikawa: materiales, equipos, métodos de trabajo, mano de obra, medio ambiente; conocidas como las 5M’s.

Se puede establecer una relevancia de las causas principales para tratar unas antes que otras, además se puede añadir cualquier otra información que sea de utilidad para el proceso y ayude a la resolución del problema.

Identificación de la problemática

Los elementos y las causas que intervienen en el desarrollo de un proceso, y que pueden en un momento dado, ocasionar que no se cumplan los objetivos del mismo, son diversos y en ocasiones difíciles de identificar. Por ello, en este capítulo se identificará la problemática, dado que es necesario tener un conocimiento pleno, para un óptimo análisis. Los principios de la calidad y las herramientas de análisis de causas son utilizados para la consecución de este objetivo.

LLUVIA DE IDEAS

La lluvia de ideas es una manera en que los grupos generan tantas ideas como sea posible en un período muy breve aprovechando la energía del grupo y la creatividad individual. Se trata de un método desarrollado por A.F. Osborne en los años 1930.

Cuándo se usa

La lluvia de ideas es muy útil cuando se trata de generar ideas sobre problemas, aspectos para mejorar, posibles causas, otras soluciones y oposición al cambio. Al presentar la mayor cantidad de ideas posibles en corto período e invitar a todos los miembros del grupo a participar, esta herramienta ayuda a la gente a pensar con mayor amplitud y tener otras perspectivas. Sirve para que las ideas se propaguen por la influencia que ejercen entre ellas. Pero no sirve para reemplazar a los datos.

Cómo se usa

- Escriba en un rotafolio la pregunta o la cuestión a estudiar mediante una lluvia de ideas, o bien use algún otro lugar que todos puedan ver. Cerciórese de que todos entiendan bien el tema.

- Repase las reglas de la lluvia de ideas:

• No analice las ideas durante la lluvia de ideas.

• No abra juicio: no se permite criticar la idea de otra persona.

• Se aceptan todas las ideas: no sea convencional.

• Aproveche las ideas de otros para basarse en ellas.

• La cantidad de ideas es importante.

La lluvia de ideas puede responder a una estructura o no. Cuando la lluvia de ideas es desestructurada, cada persona presenta una idea a medida que se le ocurre. Este método funciona bien si los participantes son extrovertidos y se sienten cómodos entre ellos. Cuando la lluvia de ideas es estructurada, cada una de las personas aporta una idea por turno [una persona puede pasar si no tiene una idea en ese momento]. La lluvia de ideas estructurada funciona bien cuando la gente no se conoce entre sí y no es tan extrovertida: la estructura le brinda a todos una oportunidad para hablar.

Deje que la gente piense algunas ideas durante unos minutos antes de empezar.

-Escriba todas las ideas en un rotafolio.

- Una vez generadas todas las ideas (por lo general toma entre 30 a 45 minutos), analice cada una para aclararlas y combinar las ideas afines de la lista.

- Llegue a un acuerdo con respecto a las maneras de analizar las ideas y use la recopilación de datos, la votación, la creación de matrices o los gráficos de Pareto para elegir entre las distintas opciones. A menudo, los grupos utilizan las técnicas de votación primero para reducir la lista a alrededor de 6 a 10 ideas principales, para después usar otras técnicas para elegir de esta lista más corta.

Precauciones

- La lluvia de ideas es una técnica para generar ideas, pero cada uno tiene que tener algún fundamento.

El análisis o la crítica de las ideas durante la lluvia de ideas prolonga la duración del ejercicio y limita el flujo de ideas creativas. Deje el análisis de las ideas para el final.

- Si alguna persona o un grupito de personas domina el análisis, el líder tendrá que cambiar el formato de la lluvia de ideas a uno más estructurado