El análisis del árbol de fallas se utiliza principalmente en ingeniería de seguridad y confiabilidad. Aunque el FTA es esencial y conocido en la industria aeroespacial, cualquier empresa que tenga como objetivo evaluar las vulnerabilidades de su sistema ante eventos que causan fallas puede utilizar el análisis de árbol de fallas.
¿Qué es un diagrama de árbol de fallas?
Un diagrama de árbol de fallas es una característica clave de FTA y se utiliza mejor para explicar la relación entre eventos. Aunque el diagrama FTA no es el resultado final previsto ni el propósito del análisis del árbol de fallas, ayuda a los ingenieros de seguridad y confiabilidad a detectar y abordar problemas que podrían provocar múltiples eventos no deseados.
Cómo hacer un análisis del árbol de fallas
Realice fácilmente un análisis de árbol de fallas con los siguientes pasos:
- Definir el evento no deseado.
- Identificar los requisitos para que ocurra el evento no deseado.
¿Cuáles son los componentes esenciales de este evento no deseado? Sin estos componentes, el evento no deseado no puede ocurrir en absoluto. - Decida la relación entre los requisitos y el evento no deseado y utilice los símbolos de análisis del árbol de fallas correspondientes.
Preguntas de guía:- ¿Es necesario que estén todos presentes para que ocurra el evento no deseado?
- En caso afirmativo, ¿su orden es relevante para que ocurra el evento no deseado?
- Si es así, utilice el Prioridad Y puerta símbolo.
- Si no, utilice el Y puerta símbolo.
- En caso negativo, ¿se necesita un número específico de ellos para que ocurra el evento no deseado?
- Si no, utilice el O puerta símbolo.
- En caso afirmativo, ¿el número específico es mayor que 1?
- Si no, utilice el Puerta exclusiva para quirófano símbolo.
- Si es así, utilice el puerta de votación símbolo.
- Si un requisito sólo conduce al evento no deseado bajo una determinada condición, utilice el puerta INHIBIR símbolo.
- En caso afirmativo, ¿su orden es relevante para que ocurra el evento no deseado?
- ¿Es necesario que estén todos presentes para que ocurra el evento no deseado?
- Identificar las causas de cada requerimiento.
- Decidir la relación entre las causas y el requisito.
Siga el mismo procedimiento que el Paso 3, solo reemplace los requisitos con causas y el evento no deseado con requisito.
Repita hasta llegar a las causas fundamentales o eventos básicos.
Ejemplos de análisis de árbol de fallas en detalle
A continuación se muestran ejemplos detallados de implementación del análisis de árbol de fallas en diferentes industrias:
Ejemplo de análisis de árbol de fallas en un sistema de energía eléctrica
Evento principal: falla de cortocircuito
[OR gate connecting top event to 1A and 1B]
- Evento intermedio 1A: ruptura de líneas de transmisión
[OR gate connecting 1A to 1A-2A and 1A-2B]- Evento intermedio 1A-2A: resistencia del conductor
- Evento intermedio 1A-2B: pérdida de corona
- Evento básico 1A-2B-3A: ionización de moléculas de aire cercanas
los conductores de la línea de transmisión
- Evento básico 1A-2B-3A: ionización de moléculas de aire cercanas
- Evento intermedio 1B: falla del transformador
- Evento intermedio 1B-2A: falla de aislamiento
[INHIBIT gate connecting 1B-2A to 1B-2A-3A and conditioning event]
Evento de acondicionamiento: la corriente de falla pasa a través del transformador- Evento intermedio 1B-2A-3A: deterioro suficiente del aislamiento
[OR gate connecting 1B-2A-3A to 1B-2A-3A-4A and 1B-2A-3A-4B]- Evento intermedio 1B-2A-3A-4A: envejecimiento térmico
- Evento intermedio 1B-2A-3A-4A-5A: temperatura excesiva
- Evento básico 1B-2A-3A-4A-5A-6A: sobrecargas del transformador
- Evento intermedio 1B-2A-3A-4A-5A: temperatura excesiva
- Evento intermedio 1B-2A-3A-4B: estres mecanico
- Evento básico 1B-2A-3A-4B-5A: corrientes transitorias de frecuencia industrial
- Evento intermedio 1B-2A-3A-4A: envejecimiento térmico
- Evento intermedio 1B-2A-3A: deterioro suficiente del aislamiento
- Evento intermedio 1B-2A: falla de aislamiento
El ejemplo de análisis de árbol de fallas anterior en formato visual:
Descargo de responsabilidad: dado que el objetivo de este ejemplo es mostrar un análisis de árbol de fallas, otros elementos técnicos relacionados con una falla de cortocircuito pueden ser incorrectos.
Ejemplo de análisis de árbol de fallas en la industria de la construcción
Para proporcionar también una comprensión más clara de cómo implementar este método de resolución de problemas en otra industria, a continuación se muestra un ejemplo de análisis de árbol de fallas en el sector de la construcción, específicamente en el proceso de vertido de concreto:
- Evento principal: Vertido de hormigón de mala calidad
- Este es el evento principal o la falla de alto nivel que queremos analizar y comprender sus posibles causas.
- Causas primarias:
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
- Proporciones incorrectas de ingredientes del hormigón (cemento, áridos, agua, aditivos)
- Dosificación o mezcla inexacta del hormigón.
- Contaminación de áridos o cemento.
- Colocación y consolidación inadecuadas del hormigón
- Compactación inadecuada del hormigón.
- Vibración insuficiente durante la colocación del hormigón.
- Vertido o nivelación de hormigón desigual
- Factores ambientales
- Condiciones climáticas extremas (temperaturas altas o bajas, precipitaciones, viento)
- Curado inadecuado debido a factores ambientales.
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
- Causas secundarias:
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
- Pruebas o análisis inadecuados del diseño de la mezcla de concreto.
- Falta de experiencia o conocimiento en el diseño de mezclas de concreto apropiadas.
- Colocación y consolidación inadecuadas del hormigón
- Capacitación o experiencia inadecuada de los trabajadores en técnicas de colocación y consolidación de concreto.
- Falta de equipos adecuados para la colocación y consolidación del concreto (vibradores, soleras, etc.)
- Factores ambientales
- Monitoreo o pronóstico del tiempo inadecuado
- No tomar las precauciones necesarias según las condiciones climáticas.
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
- Causas terciarias:
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
- Falta de medidas de control y garantía de calidad.
- Mala comunicación entre ingenieros de diseño y proveedores de hormigón.
- Colocación y consolidación inadecuadas del hormigón
- Supervisión e inspección inadecuadas durante el vertido de hormigón.
- Falta de cumplimiento de los estándares y mejores prácticas de la industria.
- Factores ambientales
- Evaluación inexacta de las condiciones ambientales del sitio del proyecto.
- No implementar medidas apropiadas para mitigar los efectos de condiciones climáticas adversas
- Diseño de mezcla de concreto insuficiente
Aplicación del análisis del árbol de fallas
La parte más crítica del análisis del árbol de fallas es la evaluación del diagrama del árbol de fallas. Al utilizar el diagrama como una representación visual de las rutas de falla, los ingenieros de seguridad y confiabilidad pueden identificar mejor qué elementos deben eliminarse o modificarse para evitar fallas.
Más allá de la simple identificación de los riesgos de falla, los símbolos de puerta y evento también ayudan a los ingenieros de seguridad y confiabilidad a planificar estratégicamente la mejor manera de atacar las fallas. Pueden saber cuándo y dónde deben agregar medidas de control de fallas y priorizar y asignar recursos en consecuencia.
Otro beneficio del análisis del árbol de fallas es la capacidad de obtener Fallos de causas comunes (CCF) al comparar los eventos de múltiples árboles de fallas dentro de un solo sistema. Los CCF pueden describirse como los riesgos de mayor prioridad para la seguridad y confiabilidad de un sistema.
Dado que estos elementos son los que tienen más probabilidades de causar fallas dentro de un sistema, los CCF deben monitorearse de cerca para ayudar a evitar que avancen en rutas de falla y causen fallas generales en el sistema.
