Análisis del Árbol de Fallas: cómo aplicarlo en tu industria

El Análisis del Árbol de Fallas (del inglés: Fault Tree Analysis, FTA) busca identificar peligros y riesgos a partir de un evento elegido. En otras palabras, la técnica pretende establecer las combinaciones de fallas y condiciones que podrían provocar que se produjera ese evento. 

Por tanto, se define como deductivo y puede ser de naturaleza cualitativa y/o cuantitativa, con el objetivo de construir un sistema. De este modo, la representación (o sistema) parte de un evento en concreto o de la parte superior y lo despliega secuencialmente con el fin de mapear los sucesos que lo produjeron.

¿Para qué sirve el Análisis del Árbol de Fallas?

El FTA es una herramienta para determinar posibles escenarios. Ayuda a la gestión de activos documentando las posibles fallas y trazando la probabilidad de que se produzcan. Así, combinado con el concepto de criticidad, el gestor puede tomar decisiones sobre la elección del modelo de mantenimiento, por ejemplo, entre otras muchas cuestiones. De este modo, el FTA contribuye a:  

• Comprender cómo el sistema puede fallar.
• Estimar la frecuencia de accidentes.
• Identificar formas de reducir el riesgo.
• Determinar los riesgos asociados al sistema.
• Diagnosticar la causa raíz de la falla.

Por tanto, el mapeo sirve para aumentar el cumplimiento de las normas de seguridad al proporcionar medios para evitar o reducir el riesgo de posibles accidentes. Además, la técnica permite ver la relación entre fallas y subsistemas, así como la probabilidad de que se produzcan estos problemas. Este conjunto de información permite establecer prioridades y, en consecuencia, introducir cambios en el proyecto.

El FTA puede utilizar conceptos de probabilidad y estadística, lo que lo hace cuantitativo. Es decir, además de presentar el mapeo lógico de la falla, el diagrama también se basa en porcentajes y cálculos de probabilidad de ocurrencia. Es, por tanto, una de las formas más comunes de realizar una evaluación probabilística del riesgo o de la seguridad, que es un enfoque sistemático para estimar los riesgos, la probabilidad de ocurrencia y la magnitud de las consecuencias.

¿Cómo aplicar la técnica? El análisis de la causa raíz

El primer paso para establecer un análisis de causa raíz es seleccionar el evento de interés. En primer lugar, es interesante mapear cuáles son los eventos habituales en la maquinaria industrial, que podrían ser un calentamiento, un desequilibrio, etc.

A continuación, el camino consiste en construir los niveles o ramas subsiguientes, identificando las fallas que podrían causar el suceso en cuestión. En esta fase, es importante trazar un mapa de las posibles fallas, ya sean fallas aleatorias de componentes, fallas de modo común, fallas humanas o incluso indisponibilidad de equipos.

El FTA permite calcular la probabilidad de que se produzcan eventos básicos cuya frecuencia se conoce y suele estar disponible en una base de datos. A partir de esta información es posible construir el diagrama siguiendo una secuencia lógica.

Este tipo de diagrama aplica la lógica booleana, en la que los sucesos se enlazan mediante puertas lógicas (“y”, “o”). Además, la estructura se compone de símbolos que representan cada uno de los sucesos que podrían causar la falla. Echa un vistazo a un ejemplo:

Modelo de árbol de fallas

En el diagrama, la falla o “no funcionamiento” ocurre como resultado de la presencia de cualquiera de los eventos intermedios o grupos de corte. En este modelo, el FTA está formado por solo dos niveles jerárquicos.

El primer nivel jerárquico está formado por los grupos de corte, conectados al suceso superior mediante una puerta lógica “O”.  En esta parte del diagrama, si se produce alguna de las posibilidades (C1 o C2, en el ejemplo) existe la posibilidad de que se produzca el siguiente escenario.

El segundo nivel jerárquico, por otro lado, está formado por los componentes de cada grupo de corte, conectados al primer nivel mediante un conjunto de puertas lógicas “Y”. Así, para que el grupo de corte falle, deben fallar todos sus componentes.

Por ejemplo, la bomba puede pararse si se produce alguno de los siguientes sucesos básicos no detectados: desalineación, desgaste de rodamientos, lubricación inadecuada, bloqueo, desgaste de sellos, falla de componentes electrónicos o cavitación. Y, para que se produzca cualquiera de estos sucesos, es necesaria una combinación de factores. Este es un ejemplo de análisis del árbol de fallas, útil para descubrir la causa de una anomalía. 

El árbol de fallas ilustra, en este ejemplo, cómo la falla de una bomba puede ser el resultado de varias condiciones no detectadas. Esto subraya la importancia del mantenimiento predictivo para monitorear e identificar estas fallas potenciales en una fase temprana, antes de que provoquen paradas imprevistas.

¿Cuándo utilizar el árbol de fallas de mantenimiento?

El FTA se utiliza para hacer una evaluación probabilística de riesgos, por lo que se aplica principalmente en industrias o para activos de alto riesgo. Como curiosidad, el FTA es un método utilizado por la NASA en sus procesos y estudios. E incluso ha publicado un libro sobre la aplicación del método en el sector aeroespacial.  

En el caso de la industria, y especialmente del mantenimiento, el FTA tiene una serie de aplicaciones extremadamente útiles. Por ejemplo, cuando se produce una parada inesperada, o una falla que casi provoca una parada, es importante corregirla, por supuesto, pero también analizar qué condujo al problema. De lo contrario, el error persistirá. 

El análisis del árbol de fallas es, por tanto, útil para investigar el problema. Esto permite planificar con mayor precisión las estrategias de mantenimiento y calcular el riesgo asociado a un activo. Como resultado, es posible aumentar la disponibilidad y fiabilidad de la planta.

Aunque el FTA es un método muy eficaz, también tiene sus limitaciones. Por eso, es importante que los gestores de activos utilicen sistemas completos que abarquen desde el monitoreo hasta la realización de diagnósticos basados en los datos recolectados. 

En este sentido, la Solución Dynamox es la mejor opción para una gestión eficaz y ágil. Al fin y al cabo, nuestros sensores y gateway (con certificación Ex) son adecuados para industrias de alto riesgo y activos altamente críticos, ya que recolectan datos en tiempo real y permiten analizar esta información en una plataforma práctica y visual. 

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