La importancia de la identificación de los modos de falla en activos físicos

Modos de falla en Activos Físicos asociados a Técnicas de Mantenimiento Predictivo

Los estándares de calidad en la industria son cada vez más altos y las estrategias organizacionales de cada sector productivo, para alcanzar niveles internacionales de operación, exigen que los activos físicos sean lo más eficaces y efectivos posibles, y por esta razón, tanto la disponibilidad, el desempeño y la calidad deben ser cada vez más altos, y para ello se requiere que cada aspecto que pueda interferir o afectar esa meta, deber ser eliminado en lo posible o en su defecto, mitigado.

Ilustración 1 Eficacia Global de Equipos Productivos – (Overall Equipment Effectiveness)

Teniendo presente que las labores de mantenimiento impactan de manera directa a los procesos de calidad y producción, es de vital importancia que dichas labores sean medidas, para así poder gestionarlas y mejorarlas. Una de esas medidas o indicadores es el de Disponibilidad, el cual tiene como principal objetivo medir el tiempo en que el activo productivo estuvo disponible o listo para ejecutar su función en el momento en el que fue requerido. Dentro de su cálculo se tiene en cuenta el número de horas en que el activo estuvo disponible para producir y las horas totales de un periodo dado, en donde las horas disponibles para producir se obtienen de la resta entre las horas totales de un periodo y horas de paradas por mantenimiento, y es allí, en las horas de parada por mantenimiento, en donde centraremos parte de nuestro análisis.

Las paradas por mantenimiento están divididas principalmente en dos categorías, las paradas programadas y las paradas no programas. Las paradas no programadas están directamente relacionadas con las fallas funcionales de los equipos, y es en este punto, en donde el principal objetivo del mantenimiento cobra mayor importancia, el cual es el evitar que en un activo productivo se presente una falla funcional (estado que se presenta cuando una máquina o sistema no puede cumplir la función o funciones en los niveles o estándares operacionales aceptables definidos por sus usuarios).

En un proceso de mantenimiento, en donde uno de sus objetivos sea el de evitar fallas funcionales en los activos físicos se debe iniciar con la identificación de los modos de falla de cada uno de los activos productivos a gestionar, definiendo los modos de falla como todos aquellos eventos por los cuales una máquina deja de ejercer su función debido a una falla funcional.

Uno de los métodos empleados para la identificación de modos de falla es elaborar un listado de estados de falla (fallas funcionales) y posteriormente analizar qué modos de falla (eventos que genera una falla funcional) podrían causar cada falla funcional.

El identificar cada una de las posibles causas de parada de dichos equipos nos permite comenzar a trabajar en las soluciones o en las medidas que se deben tomar para evitar su ocurrencia, por ejemplo, en el caso de un motores eléctricos se tienen identificadas sus zonas de fallas eléctricas como aislamiento, estator, rotor, entrehierro, circuito de potencia y calidad de energía, y en la parte mecánica, los rodamientos, y para cada una de ellas, se deben buscar las diferentes técnicas que permitan a los trabajadores de mantenimiento, identificar o diagnosticar el estado en el que se encuentren dichas zonas se falla, con el objetivo de localizar fallas potenciales o en desarrollo de forma oportuna, para así tomar las medidas perentorias y programar oportunamente su solución, antes de que se conviertan en fallas funcionales.  Para este caso se puede recurrir a técnicas de mantenimiento predictivo como el diagnóstico estático y dinámico del motor y al análisis de vibraciones mecánicas o el ultrasonido para los rodamientos.

Ilustración 2 Diagnóstico Estático a Motor de 4160 V, 1500 HP

Para el caso de líneas de transmisión y distribución de energía eléctrica, se tienen identificados modos de falla como calentamientos anormales en conectores y elementos de sujeción de las líneas o puntos calientes, descargas parciales internas, superficiales y efecto corona, que aceleran la degradación de los sistemas de aislamiento, entre otros, para los cuales se cuentan con técnicas predictivas como la termografía, la coronografía y el ultrasonido que permiten su hallazgo.

Cabe resaltar que cada modo de falla tiene una metodología específica de diagnóstico, lo que conlleva a una técnica predictiva especializada para su detección, y que si bien varios modos de falla pueden ser detectados con una misma técnica, como en el caso de modos de falla en motores eléctricos, fallas de aislamiento, fallas en el estator y en el rotor, pueden ser detectadas mediante pruebas estáticas y dinámicas, hay otros modos de fallas que requieren técnicas diferentes para su diagnóstico, como en los de sistemas de transmisión y distribución de energía eléctrica, en donde los puntos calientes deben ser detectados empleando cámaras termográficas, y las descargas parciales deben ser detectados mediante cámaras coronográficas, pero en este caso las cámaras termográficas no pueden detectar descargas parciales y las cámaras coronográficas no pueden detectar puntos calientes, por el hecho de que cada fenómeno se presenta en diferentes zonas del espectro electromagnético, una en la gama espectral del infrarrojo (termografía) y otra en la gama espectral del ultravioleta (coronografía), que es en donde cada cámara trabaja respectivamente.

Por esta razón, en los esquemas de confiabilidad, en donde se administran las diferentes técnicas predictivas que deben ser aplicadas y cuál sería su frecuencia, se debe tener muy presente que una técnica no reemplaza otra, sino que la complementa. Y es allí en donde el detalle de la identificación y definición de los modos de falla posibilitan que su gestión y/o política de manejo empleen los recursos idóneos y de este modo, den como resultado confiabilidad a la operación.

 

Ing. César Espitia Pineda
Líder de Confiabilidad
Transequipos S.A.

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