Metodología para la Prevención de Fallas en Materiales y Equipos

Concepto de Falla

El término falla se define literalmente como: defecto del material de una cosa que merma su resistencia, no responder a lo que de ella se espera, o tener algún defecto que le reste perfección. Por lo tanto, el análisis de falla como metodología debe contemplar tres momentos en su desarrollo:

1. Búsqueda

Se caracteriza por estar orientado hacia la obtención de los elementos que identifican al defecto material o las razones que afectaron la bondad de la respuesta esperada.

2. Integración

Una vez identificado el defecto material, se debe encontrar la incidencia que este provoca en la resistencia o perfección del elemento fallado. La correcta valoración entre causa y efecto es de suma importancia, por cuanto determinará el siguiente momento del análisis de falla.

3. Toma de decisiones

Este momento se caracteriza por el estudio crítico de las decisiones a adoptar a fin de erradicar las causas que han provocado la falla. Como es obvio, están determinadas por los resultados obtenidos en los dos momentos anteriores, en especial por el segundo.

Definición de Análisis de Falla

El análisis de falla se puede definir como aquella disciplina que entiende de las formas de cómo se puede hallar la o las causas primarias que han provocado la falla a fin de que, una vez conocidas estas, se puedan fijar las medidas correctivas para prevenirlas.

En la década de 1950, con las investigaciones que la British de Havilland realizara para dilucidar las causas que produjeron los desastres aéreos en Elba y Nápoles (1954), protagonizados por los aviones Comet, surge esta modalidad de trabajo consistente en integrar disciplinas para lograr un enfoque lo más acabado posible sobre el problema en estudio. Por eso se dice que el análisis de fallas es una metodología de trabajo preconizada y desarrollada por la industria aeronáutica.

Disciplinas que Nutren el Análisis de Falla desde la Ingeniería

Desde el punto de vista ingenieril, el análisis de falla se nutre fundamentalmente en las siguientes disciplinas:

1. Química: Aporta los métodos de ensayo para la determinación de las composiciones de los materiales en estudio o de los productos de incrustaciones o depósitos de corrosión. También aporta los parámetros electroquímicos y electrosinéticos que permitirán determinar el comportamiento de los materiales a la corrosión o definir mecanismos de ataque, etc.
2. Mecánica: Con sus especialidades de diseño, análisis experimental de tensiones, métodos de montaje, de fabricación, etc.
3. Fractografía y Fractomecánica: Permiten, a través de sus conceptos, conocer la relación entre aspectos morfológicos de las superficies de rotura o de aquellas atacadas por la corrosión y los mecanismos actuantes que provocan tales fenómenos, o bien entre tamaño, forma, distribución, posición del defecto que provoca la falla y de los esfuerzos mecánicos actuantes sobre aquel.
4. Metalurgia: Aporta los conocimientos sobre método de obtención de los materiales, condiciones estructurales, tratamientos térmicos, métodos de control y ensayo, etc.
5. Otras: Según las necesidades planteadas por las características de la falla que deba estudiarse en particular.

Objetivos del Análisis de Falla

El objetivo fundamental es evitar que la falla se repita, para lo cual el análisis de falla debe indagar profundamente en las causas que provocan el fenómeno, a fin de que una vez identificadas y puestas en orden de preferencia o importancia, se dictaminen las medidas preventivas.

Además, con cierta frecuencia, las causas que contribuyen a producir una falla deben ser determinadas con nuevas técnicas que exigen un desarrollo experimental en campos de la ingeniería o de las ciencias poco familiares.

De lo expresado se deduce que el análisis de falla no constituye una mera técnica, sino una metodología que la mayoría de las veces posee alcances interdisciplinarios que exigen un enfoque filosófico del fenómeno con gran amplitud de criterios.

Campo de Aplicación del Análisis de Falla

Dos son las principales razones que impulsan a la realización del análisis de fallas:

1. Razones puramente técnicas, es decir, motivadas por la buena práctica de la ingeniería.
2. Razones legales.

Desde el punto de vista de la ingeniería, la apropiada aplicación del análisis de fallas permite en muchas ocasiones la resolución de los problemas de diseños y limitaciones de materiales.

Recordamos que el diseño óptimo es aquel en que los requerimientos son ligeramente excedidos por las capacidades en todas las circunstancias, es decir, los esfuerzos a que el componente o estructura está sometido en condiciones de funcionamiento, son ligeramente inferiores a la capacidad resistiva de dicha parte o estructura.

Este objetivo muchas veces no es llevado a cabo por la obvia dificultad en conocer y definir las distintas demandas que el sistema pueda encontrar. En este caso, debido a lo costoso de la pieza dañada, fue necesario hacerle un estudio minucioso, el cual está compuesto de una gran variedad de preguntas con las cuales se pretende poder encontrar la falla para que no se vuelva a repetir.