Arbol de fallas Diplomado en gestión de la calidad Ing. J. Gpe. Octavio Cabrera Lazarini
Introducción
Nació en 1962 Su primera aplicación a la verificación de la fiabilidad de diseño del cohete Minuteman Ha sido aplicada sobre todo inicialmente en el campo nuclear y posteriormente en el campo químico, en estudios como el de Rijmond Los árboles de fallos constituyen una técnica ampliamente utilizada en los análisis de riesgos debido a que proporcionan resultados cualitativos y cuantitativos
Introducción
Esta técnica consiste en un proceso deductivo basado en las leyes del Algebra de Boole Permite determinar la expresión de sucesos complejos estudiados en función de los fallos básicos de los elementos que intervienen en él y calcular su probabilidad Consiste en descomponer sistemáticamente un suceso complejo denominado suceso TOP en sucesos intermedios hasta llegar a sucesos básicos para los cuales se puede calcular la probabilidad de fallos.
Metodología
El primer paso consiste en identificar el suceso «no deseado» o suceso TOP que ocupará la cúspide de la estructura gráfica representativa del árbol. De la definición clara y precisa del TOP depende todo el desarrollo del árbol Con este TOP se establecen de forma sistemática todas las causas inmediatas que contribuyen a su ocurrencia, definiendo así los sucesos intermedios unidos a través de las puertas lógicas El proceso de descomposición de un suceso intermedio se repite sucesivas veces hasta llegar a los sucesos básicos o componentes del árbol
Metodología
La cuantificacion se reduce a la lógica del árbol hasta obtener las combinaciones mínimas de sucesos primarios cuya ocurrencia simultánea garantiza la ocurrencia del propio TOP Cada una de estas combinaciones, también llamadas conjunto mínimo de fallo (minimal cut set ), corresponde a la intersección lógica (en Algebra de Boole) de varios sucesos elementales Como por hipótesis de los árboles de fallos se supone que los sucesos básicos son mutuamente independientes, la probabilidad de un conjunto mínimo de fallo viene dada por el producto de las probabilidades de los sucesos elementales que lo componen
Arbol de fallas
Símbolos
Compuerta o
Compuerta y
Ejemplo
Ejemplo Se han considerado básicamente las tres posibilidades de rotura siguientes: Por sobrecarga del cuerpo del depósito, que englobaría el fallo del soporte, o un exceso de calor externo o un exceso de presión O por defecto mecánico, que englobaría un inadecuado diseño, o la corrosión o la fatiga del depósito O por rotura frágil puede ser por una carga externa y haber alcanzado una temperatura por debajo de la crítica.
Ejemplo
Ejemplo
Ejercicio
Ejercicio
"En una empresa química existe una nave de producción en la cual el reactor es refrigerado por una red de agua industrial en circuito cerrado", siendo ésta enfriada por una torre de refrigeración tal y como se muestra en el esquema 1 Hay veces en verano que la temperatura del agua de este circuito no es suficientemente baja y se debe enfriar complementariamente con la red de agua potable, mediante la apertura de la válvula VC-1 que es accionada neumáticamente a través del termostato T
Ejercicio
La empresa se ha planteado con preocupación que la red de agua industrial pudiera contaminar el agua potable, por las consecuencias que de ello podrían derivarse. Para que el agua industrial entrase en la canalización de agua potable debería ser la presión P-1 mayor que P-2 (situación que no se da en condiciones habituales).
Ejercicio
Tendría que fallar la válvula antirretorno VR-1 y fallar la válvula VC-1, salvo en períodos calurosos en que VC-1 está abierta. En el análisis de este supuesto se considera que la válvula de control VC-1 se encuentra cerrada. Obviamente, cuando la válvula de control está abierta por requerimiento del proceso, en la elaboración del árbol se deberían eliminar los diferentes modos de fallo de este elemento."
Ventajas
La técnica estudia las causas de los sucesos indeseados y permite evidenciar los puntos débiles de un sistema (conjuntos mínimos de fallos) A través del análisis de importancia se conoce el peso relativo de los distintos elementos del sistema La técnica es un método para conocer a fondo un sistema
Inconvenientes
No permite tratar directamente fallos dependientes, al menos de forma directa, aunque siempre sea posible añadir el fallo dependiente como un componente más del árbol Sólo permite el tratamiento de situaciones temporales homogéneas El resultado calculado presenta una incertidumbre asociada a la que pesa sobre los componentes básicos, a los posibles errores en la construcción o debido a criterios dispares de los analistas
