Este documento clasifica y explica las fallas en objetos técnicos. Define falla como una variación en la capacidad de trabajo de un objeto más allá de lo permitido. Clasifica las fallas según su origen, gravedad, dificultad para eliminarlas, y su impacto en la producción y seguridad. Explica los índices para medir la fiabilidad de un objeto y cómo identificar la prioridad de reparación de fallas según la importancia del equipo para la empresa.

1. UNIVERSIDAD POPULAR DE
NICARAGUA
INGENIERÍA INDUSTRIAL
ANALISIS DE FALLAS.
Clase 1:Clasificación de las Fallas en los Objetos
Técnicos

2. 1.1. FALLAS EN LOS OBJETOS TÉCNICOS
 Los objetos técnicos (piezas, sistemas, mecanismos, construcciones, instalaciones,
dispositivos, máquinas, equipos), en su diseño y fabricación final, quedan dotados
de una capacidad de trabajo que los caracteriza y que es función del mantenimiento,
conservárselas, y restablecérselas cuando se vean afectadas las mismas.
 Capacidad de trabajo de un objeto, es el estado o capacidad de dicho objeto, que le
permite realizar las funciones para él establecidas, con los parámetros dados en las
exigencias de la documentación técnica. Dentro de esos parámetros pudieran estar
la potencia, el rendimiento, velocidad, las características de tracción, presión, flujos
de líquido o de vapor, el gasto de combustibles, entre otros.

3.  Trabajo sin fallo, el que se define como:
 Propiedad del objeto técnico de conservar constantemente su capacidad de
trabajo durante un tiempo determinado de explotación o utilización.
 Se define Falla como:
 Suceso que consiste en la variación de la capacidad de trabajo (total o parcial)
del objeto técnico, más allá de lo permisible por las normas; o sea, el
deterioro o desperfecto en las instalaciones, máquinas o equipos que no
permite su normal funcionamiento.

4.  No debe confundirse falla con defecto. A este tipo de evento se le define como:
 Cualquier deterioro o desajuste del objeto que no conlleva perdida de la capacidad de trabajo.
 La capacidad de trabajo de cualquier objeto técnico se puede expresar a través del
comportamiento de los índices simples de fiabilidad en función de las fallas, los que son
objeto de estudio en un curso específico de Fiabilidad y se pueden resumir en:
 Tiempo de trabajo sin fallo P(t). Es una magnitud aleatoria que debe por tanto analizarse a
través de la teoría de las probabilidades y la estadística matemática. Es la probabilidad de que
el objeto dado conservará sus parámetros en los límites prefijados de un intervalo de tiempo
dado.
 Probabilidad de fallos q(t). Es la probabilidad de que el tiempo de trabajo sin fallo resulte
inferior a un tiempo dado t., o sea, que en un intervalo prefijado de tiempo se produce
aunque sea un fallo q(t).
 q(t) = Prob {P(t) < t} = 1 - R(t) (1.1)
 Densidad de probabilidad de fallos f(t). Es la velocidad de cambio de la probabilidad de
f(t) = dq(t) / d(t) (1.2)
 (Derivada de q(t) entre la derivada del tiempo)

5.  Frecuencia de los fallos a(t). Es el número de fallos por unidad de tiempo referido
al número inicial de elementos.
 a(t) = Δnx / nΔt (1.3)
 Donde:
 Δnx.: es el número de objetos que han fallado en el intervalo de (t – Δt / 2) a (t +
Δt / 2)
 n: en el número inicial de objetos.
 Δt: intervalo de tiempo
 a(t): puede presentarse también como:

 a(t) = dq(t) / dt = dR(t) /dt = f(t) (1.4)

6.  Probabilidad de trabajo sin fallo (o función de fiabilidad) R(t). Es la probabilidad de que el
tiempo de trabajo iguale o exceda a un tiempo dado t., o sea, que:
 R(t) = 1 - q(t) (1.5)
 R(t) + q(t) = 1 (1.6)
 Intensidad de fallos λ(t). Es la probabilidad de que el objeto que ha sobrevivido hasta el
instante t, falle inmediatamente después, o sea, es la probabilidad de fallos del objeto
irreparable en la unidad de tiempo después del instante prefijado, a condición de que hasta ese
instante no se haya originado el fallo.
 La intensidad de fallos se determina por el número de fallos por la unidad de tiempo, referido al
número medio de elementos que trabajan en buen estado en el lapso dado, o sea, que:
 λ(t) = nx / nx Δt (1.7)
 nx = (ni-1 + ni) / 2
 Donde:
 (ni-1 + ni): son el número de objetos que trabajan bien al principio (ni-1) y al final (ni) del
intervalo de tiempo Δt.
 Otra expresión de intensidad o peligro de fallo puede ser:
 λ(t) = R’(t) / R(t) = dR(t) / R(t) (1.8)
 La intensidad de fallo se expresa cuantitativamente en 1 h trabajo, o en % ser 1 000 h trabajo y
es pues, una característica instantánea de la fiabilidad,
 λ(t) = f(t) / R(t) (1.9)

7. Figura 2.2. Curva de bañera o curva del ciclo de vida de un objeto.

8. 1.2. CLASIFICACIÓN DE LAS FALLAS
 Los diferentes autores y las áreas de mantenimiento de las diferentes
organizaciones industriales o empresas, coinciden generalmente en los
criterios y formas de clasificación de las fallas. Sin embargo, en lo que si
se difiere en muchos casos es, en los criterios para la jerarquización o
prioridad de las mismas para repararlas, y en, si se tiene como política o
no, la solución solamente del efecto de la falla como elemento único o
si además se solucionan también las causas que las producen. En estos
aspectos, mucho tiene que ver, los sistemas de mantenimiento que se
apliquen y si se trabaja según paradigmas o estrategias de
mantenimientos modernos.

9.  Objeto no reparable, es el que no tiene prevista la reparación en las normas
técnicas. Po ejemplo, cojinetes de rodamiento, aros o anillos del pistón, bujías
de encendido (chisperos), la mayoría de los circuitos electrónicos integrados,
etc. Algunos de estos elementos aunque pudieran ser recuperados, no se
justifican económicamente.
 Objeto reparable, es aquel para el cual se prevé la reparación por las normas
técnicas o que aun no estando prevista en dichas normas o por el fabricante,
el resultado de un análisis técnico – económico integral, demuestran y
justifican la posibilidad y conveniencia de la reparación o recuperación. Es
decir la división de los objetos en reparables y no reparables, está relacionada
relacionada con la posibilidad de recuperar su recurso técnico o capacidad de
trabajo mediante la reparación de estos, lo que depende en gran medida de la
la construcción del objeto.

10.  Clasificación de las fallas desde la perspectiva del mantenimiento.
 Las fallas se pueden clasificar atendiendo a diferentes factores o criterios desde la perspectiva
del mantenimiento
 Según la dificultad para eliminar las fallas, de forma convencional se pueden subdividir en tres
grupos de complejidad
 Primer grupo: Pertenecen las fallas que se eliminan mediante la reparación o sustitución de las
piezas situadas fuera de los mecanismos y agregados sin desarmar los últimos y además las
fallas cuya eliminación requiere la realización extra de operaciones de mantenimiento técnico,
como por ejemplo, la separación y aflojamiento de la tensión de cadenas, correas, cables y
transportadores; quemaduras de juntas; aflojamiento de tornillos, tuercas, cojinetes, etc.;
eliminación de salideros de aceite, combustible, agua. Son averías se pueden eliminar sin el
desarme del equipo.
 Segundo grupo: se refieren las fallas que se eliminan mediante la reparación o sustitución de los
mecanismos y agregados de fácil acceso (o de sus piezas) y además las fallas cuya eliminación
requiere descubrir las cavidades internas de los agregados sin desarme o realización de
operaciones extras de mantenimiento. Ejemplo, fallas relacionadas con la deformación de ejes,
árboles, tapas, transportadores, variación de regulaciones de mecanismos ubicados en lugares
de difícil acceso (Holgura de válvulas en un motor).
 Tercer grupo: Se refieren las fallas que para eliminarlas, se hace necesario el desarme o la
desmembración de los agregados fundamentales. Por ejemplo, sustitución de los discos del
manguito o separador del acoplamiento del engranaje de la caja de velocidad y reductores,
sustitución de rodamientos, sustitución de árboles y ejes, etc.

11.  Según la relación de la falla con otra falla, se subdividen en dependientes o
independientes:
 Dependientes: Está condicionada por la avería de otro objeto
 Independientes: No está condicionada por la falla de otro objeto.

12.  Según el surgimiento de las fallas, estas se subdividen en: constructivas, de producción y de
explotación.
 Fallas constructivas.
 Surgen como resultado del incumplimiento de las reglas y normas establecidas durante la
construcción. Pueden surgir, si al diseñar, no se tiene en cuenta las sobrecargas casuales, que
superan considerablemente la carga de explotación o no se han considerado desde el diseño y
construcción, elementos que actúan como fusibles al aparecer sobrecargas superiores a valores
previstos; cuando no se ha seleccionado adecuadamente el material de la pieza o ajuste de las
conjugaciones y las velocidades de trabajo, etc.
 Fallas de producción
 Surge como resultado de la falta de perfeccionamiento o por el no cumplimiento de las
operaciones del proceso tecnológico establecido para la fabricación o reparación del objeto
técnico., errores en los regímenes de trabajo de elaboración o tratamientos térmicos de las
piezas, mal montaje y regulación, etc.
 Fallas de explotación
 Son consecuencia del incumplimiento de las Reglas establecidas o las condiciones de
explotación del objeto técnico. Estas pueden surgir cuando hay una prolongada utilización del
objeto bajo cargas elevadas y altas velocidades; y además, las consecuencias de los servicios
técnicos y las reparaciones sin calidad, al no cumplir las periodicidades, las regulaciones, etc.

13.  Según el grado de influencia en la capacidad de trabajo del objeto se identifican las fallas
en averías totales y fallas parciales.
 Las totales son aquellas que ponen fuera de servicio a todo el equipo o una instalación
cuando el equipo forma parte de una cadena dependiente.
 Las parciales son las que afecta solo a una parte del equipo o de la instalación.
 Como se aprecia, la gravedad de la afectación de estas fallas dependen de la
organización de la producción (en paralelo o en serie), y del grado de complejidad de la
instalación.
 Una falla sencilla o de un componente sencillo, puede ser la causa de una falla total en un
equipo. Un ejemplo común a la mayoría de las personas, aun no dedicadas al
mantenimiento, lo representa el motor del auto. Cuando en un motor encendido, por
chispa, se avería la bobina encargada de elevar la tensión que alimenta a la bujía, estamos
ante una falla total, porque el motor no puede seguir funcionando y es imprescindible
reemplazar el elemento para que el sistema pueda seguir operando. Si la falla fuera sólo
en una bujía. el motor podría seguir entregando energía, aunque no con la potencia
normal, porque los otros cilindros que funcionan en paralelo, siguen en marcha, en este
caso estaríamos ante una falla parcial.


14.  1.2.2. Clasificación de las fallas desde la perspectiva de producción.
 Independiente de la clasificación de las fallas desde la perspectiva del
mantenimiento, es importante también una clasificación de los fallos desde
una perspectiva de las estrategias modernas del mantenimiento donde se
considera que el mantenimiento afecta todos los aspectos del negocio y no
solo disponibilidad y costos, como los viejos paradigmas, afecta también a la
seguridad, la integridad ambiental, la eficiencia energética y calidad de los
productos
 De esta manera los distintos aspectos que una actividad productiva implica,
permiten clasificar las fallas en:
 Fallas que afectan a la producción.
 Fallas que afectan a la calidad del producto.
 Fallas que comprometen la seguridad de las personas.
 Fallas que degradan el ambiente.

15.  1.3. Origen de las fallas
 En general, el origen de las fallas, se adjudica a cinco fenómenos principales, que
según los estudios inciden en diferentes porcientos en las máquinas equipos e
instalaciones:
 Mal diseño o error de cálculo en las máquinas o equipos: Se dan casos en que el
propio fabricante, por desconocer las condiciones en que trabajará, realiza un
diseño no adecuado de estas máquinas o equipos. Se ha estimado que éste error
representa el 12 % del total de las fallas. Este tipo de efecto es muy difícil de
revertir, y es probable que se tenga que asumir un alto índice de desperfectos.
 Defectos de fabricación de las instalaciones, máquinas o equipos: Si en la
fabricación se descuida el control de la calidad de los materiales, o de los
procesos de fabricación de las piezas componentes, las máquinas e instalaciones
pueden poseer defectos que se subsanan reemplazando la pieza defectuosa Este
tipo de error se puede encontrar en un 10 a un 45 % del total de las fallas.

16.  Mal uso y explotación de las instalaciones, máquinas o equipos: Es la más
frecuente de los casos de fallas, y se producen por falta de conocimiento del
modo de operarlas, o por usarlas para realizar trabajos para los cuales no fueron
diseñadas. Alcanzan el 40 % del total de las fallas.
 Desgaste natural o envejecimiento por el uso: Debido al paso del tiempo y al
trabajo cotidiano de las instalaciones, máquinas y equipos estos alcanzan niveles
de desgaste determinados por abrasión, adhesión superficial, de corrosión, etc.
A este tipo de falla se le estiman en el 10 al 45 %.
 Fenómenos naturales y otras causas: Las condiciones atmosféricas pueden influir
en el normal funcionamiento de las instalaciones, máquinas o equipos, y junta
con otro tipo de fallas pueden ocasionar roturas y paradas espurias de la
producción. Se comportan en un 27% de las fallas totales.

17.  1.4. Identificación y Análisis de la Prioridad de Reparación de las Fallas.
 Para establecer la importancia entre los diferentes equipos y poder determinar la
prioridad que será requerida para cada máquina, es conveniente estudiar cada
equipo con respecto al conjunto de instalaciones con que cuenta la empresa y
establecer un sistema de ponderación que pude ser propio de la empresa.
Este análisis conviene realizarlo según los siguientes factores:
 Producción.
 Calidad.
 Mantenimiento.
 Medio Ambiente y
 Seguridad.