¿Por qué se producen las fallas en las máquinas?

Saber cuándo va a fallar una pieza de equipo (mantenimiento predictivo) es mucho más difícil que hacerla durar más tiempo (mantenimiento proactivo). Incluso, aún más difícil es hacer el análisis de causa–raíz (ACR), que se realiza como una autopsia, postmortem.
No obstante, los profesionales en la fiabilidad enfatizan cada vez más la importancia de realizar ACR’s después de que ocurre cualquier falla en un equipo.
Por extraño que parezca, es más productivo estudiar las fallas que los éxitos. Al estudiar las fallas aprendemos lecciones reveladoras sobre cómo desarrollar una estrategia de mantenimiento predictivo y proactivo.El análisis de la causa–raíz de una falla es un proceso mediante el cual se trabaja hacia atrás, a través de una secuencia de eventos o pasos que llevaron a una falla funcional de la máquina.
Este proceso se denomina generalmente como ‘los por qués’.

El objetivo del primer ‘por qué’ es revelar la causa obvia y más inmediata, que en ocasiones se conoce como la causa directa. Es el sospechoso a quien se culpa primero y con mayor frecuencia de la falla. Sin embargo, al continuar con los por qué, pronto podemos encontrar otras causas ocultas que contribuyen a que se produzca la misma. Después del análisis y con algo de suerte, el interrogatorio le llevará a la causa–raíz. Pero hay que considerar que puede haber varias.
Si usted es un patólogo forense bien capacitado, puede ser bueno en determinar si un sujeto murió por envenenamiento o por causas naturales realmente. Para el resto de nosotros, simples mortales que no hacemos autopsias como medio de subsistencia, determinar la causa de la muerte puede ser prácticamente una misión imposible.
Muchas de las fallas en las máquinas y en los lubricantes pueden ser igualmente complejas, tanto como para confundir al investigador más sofisticado de estas fallas. Tendríamos que pensar como un patólogo forense de maquinaria y para tener éxito se necesita no sólo el conocimiento para identificar todas las posibles causas raíz, también contar con la agudeza para eliminar los que no se deben considerar.

Algunas situaciones se ilustran mejor con un ejemplo:
Un rodamiento falló en el tren del generador de la turbina debido a la falta de lubricante (causa directa) en los depósitos, lo que tapó los orificios a través de los cuales fluye el aceite. En un estudio postmortem el laboratorio de análisis del aceite encontró que el lubricante se había oxidado, lo que dio como resultado la formación de residuos. Se culpó al proveedor del lubricante por entregar supuestamente un producto defectuoso o de mala calidad. La secuencia de los eventos se analiza a continuación en la siguiente lista.

1. Al reaccionar a una decisión del director general de la compañía respecto de mejorar rápidamente el rendimiento financiero, la gerencia de la planta tomó una serie de medidas para reducir costos, entre ellas la compra de aceite para turbina de grado económico y los filtros correspondientes. Además, el análisis del aceite se extendió a muestras semestrales en lugar de mensuales. La compañía también suspendió toda la capacitación al personal de mantenimiento.
2. Estos filtros más baratos generaron que se acumulara una mayor cantidad de partículas ambientales en el sistema de circulación de aceite.
3. El desgaste, causado por el aceite sucio, produjo a su vez una concentración mayor de partículas metálicas. La deficiente captura de partículas de los filtros permitió que algunas pasaran desapercibidas, lo que causó aún más desgaste.
4. La contaminación por las partículas generó daños en los sellos y fugas, permitiendo el ingreso de vapor que posteriormente se emulsionó en el aceite. Esta emulsión se vio incrementada por la presencia de partículas en el aceite (agentes emulsores polares).
5. La combinación de agua emulsionada y la contaminación por partículas debilitó las propiedades de liberación de aire del aceite, dando lugar a una relación cada vez mayor de aire/aceite. El aire atrapado redujo las propiedades de transferencia de calor (enfriamiento), así como la eficiencia de la velocidad de flujo de las bombas de aceite, entre otros muchos problemas.
6. Un aceite barato para turbina tiene una vida de oxidación mucho más reducida que los lubricantes de primera calidad, debido al aceite base y a los aditivos seleccionados para la formulación. Los efectos catalíticos de la contaminación del agua y las partículas de metal reducen aún más la vida de servicio oxidante (agotamiento del aditivo oxidante y oxidación del aceite base). El aire atrapado que porta oxígeno y el incremento en el calor aumentaron aún más el problema.
7. Las condiciones que promovieron la oxidación del aceite pasaron desapercibidas para el personal de mantenimiento y operación debido a la falta de capacitación y la poca frecuencia del análisis del aceite.
8. En poco tiempo, los productos insolubles de la oxidación se empezaron a acumular dejando barniz y depósitos en las superficies críticas de la máquina, incluyendo orificios, ranuras y cuellos dentro de los rodamientos.
9. A la larga, el flujo de aceite dentro de los rodamientos se vio restringido causando limitación en la lubricación, mayor fricción e incremento en el calor. El barniz complicó el problema al aislar las superficies de rodamiento y evitar una transferencia eficiente del calor.
10. La elevada temperatura del aceite combinada con el aire atrapado, las partículas de metal y el agua emulsionada, aceleraron la velocidad de oxidación del aceite y la formación de depósitos. La falta de capacitación y de análisis del aceite permitieron que la inminente falla del rodamiento pasara desapercibida.
11. Con un hilito de flujo ahora llegando a los rodamientos, se afectó la película de aceite hidrodinámico y el rodamiento falló por completo.
Conclusión: Es de sabios preguntar el por qué

Norberto Sánchez
Técnico Constructor Naval
Jefe de Máquinas