Análisis de causa raíz

Subdirección de Generación

Mayo 2013

Subdirección de Generación

Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales

Básicas:

• Análisis de barreras • Análisis de cambios• Diagrama/análisis de eventos y factores causales• Análisis causa – raíz

Avanzadas:

• Análisis de árboles de fallas

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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales

Técnicas Analíticas Avanzadas

Análisis de Árbol de Fallas

Introducción

El análisis de árbol de fallas, un método sistemático que ayuda a confirmar el diseño y la operación de instalaciones más seguras y confiables

Describe las secuencias de eventos de fallas que pudieran conducir finalmente a un evento cumbre indeseable y señala además combinaciones de fallas en los componentes.

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Análisis de Árbol de Fallas

La técnica de árbol de fallas forma parte de varias técnicas de acuerdo a diagrama adjunto

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Técnicas y Herramientas Analíticas para identificación de factores causales

El análisis de árbol de fallas(AAF) es una técnica deductiva para analizar sistemas complejos

El concepto fundamental del(AAF) es el modelado del sistema físico mediante un diagrama lógico o árbol de fallas

Análisis de Árbol de Fallas

Generalidades

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Análisis de árbol de Fallas

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Análisis de Árbol de Fallas

Generalidades

Representa posibles combinaciones de eventos que causan un evento indeseable o tope

Ejemplos de Eventos tope

Siniestro de un Transformador

Siniestro de un Tanque de almacenamiento

Falla en un Generador eléctrico

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Ventajas

Tiene varias rutas que conducen al evento cumbre(relevante).

Cuantifica la probabilidad de llegar a los eventos cumbres.

Analiza combinaciones de eventos.

Analiza los errores humanos.

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Desventajas

No es fácilmente comprensible para el lector.

Se enfoca en los eventos y no en los procesos (campo de aplicación limitado).

Requiere de la experiencia de especialistas.

Árbol de Fallas

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Análisis de árbol de Fallas

En su aplicación es necesario que el personal que interviene en la elaboración de árbol de fallas esté familiarizado con:

Los miembros del equipo deben contar con diagramas de flujo, procedimientos de operación y un paquete con la información pertinente antes descrita

El equipo y los procedimientos del proceso.

Las instalaciones de control y de emergencia.

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Donde lo podemos aplicar?

Nos ayuda a cuantificar la seguridad y confiabilidad de los sistemas electromecánicos

Localización de los puntos débiles de los sistemas

Determinar la mejor ubicación de sensores de diagnóstico

Conceptos Básicos

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Donde lo podemos aplicar?

Análisis de árbol de Fallas

Establecimiento de políticas de inspección y mantenimiento

Generación de Estrategias de localización de fallas

Conceptos Básicos

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Análisis de árbol de Fallas

Conceptos Básicos

Las fallas pueden ser originadas por:

Errores humanos

Fallas en el Equipo

Eventos de otra índole

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Análisis de árbol de Fallas

Conceptos Básicos

Clasificación de Fallas en el equipo por su tipo

Primarias

Secundarias

De comando

Cuando se opera en condiciones de diseño

Cuando se opera en condiciones fuera de diseño

Atribuibles al comando del componente

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Conceptos Básicos

Importantes conceptos en la determinación de las interrelaciones de los eventos

Efectos de FallasConsecuencias de la Falla en el sistema

Modos de FallasEspecifica a que aspectos del componente se refiere la Falla

Mecanismos de FallasConsidera la forma en que un modo de Falla puede ocurrir

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Análisis de árbol de Fallas

Símbolos de Árbol de Fallas

En el desarrollo se usan los símbolos lógicos para relacionar todas las secuencias posibles que pudieran dar por resultados un evento indeseable.

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Símbolos de Árbol de Fallas

En el desarrollo también se usan los símbolos de eventos.

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Análisis de árbol de Fallas

Reglas para la construcción del Árbol de Fallas

Escribir dentro del símbolo del Evento el enunciado de manera precisa y concreta las causas que provocan la falla

Regla declaración del evento

Regla compuerta completa

Todas las entradas a una compuerta particular deben ser completamente definidas antes de realizar los análisis posteriores de otra compuerta

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Análisis de árbol de Fallas

Reglas para la construcción del Árbol de Fallas

Regla no compuerta a compuerta

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Análisis de árbol de Fallas

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

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Análisis de árbol de Fallas

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

i) Definir el evento tope

Es un Evento específico indeseado

Está relacionado con una falla catastrófica

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Análisis de árbol de Fallas

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

ii) Obtener información

Tener un entendimiento pleno del contexto

Contar con descripciones detalladas

• Diagramas de operación

• Manuales de operación

• Equipo de personal

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Análisis de árbol de Fallas

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iii) Construir el árbol de fallas

Se construye de acuerdo a un modo de falla especifico

Los mecanismos de fallas no son exhaustivos, incluyen fallas creíbles y basadas en evidencia

La construcción se realiza mediante el análisis de la causas inmediatas que ocasionan el evento

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iii) Construir el árbol de fallas

Los eventos intermedios se unen mediante compuertas lógicas

Las modificaciones dependen de las revisiones durante la construcción

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iii) Construir el árbol de fallas

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iii) Construir el árbol de fallas

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iii) Construir el árbol de fallas

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Análisis de árbol de Fallas

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv) Evaluar el árbol de fallas

En esta etapa se obtienen los Conjuntos Mínimos de Corte (CMC)

Los CMC son combinaciones mínimas de eventos básicos que provocan la ocurrencia del evento tope

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv) Evaluar el árbol de fallas

Es un mecanismo de revisión entre los analistas y personal con experiencia operacional

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv) Evaluar el árbol de fallas

Existen varios métodos para obtener los Conjuntos Mínimos de Corte

Arriba-Abajo

Método Matricial

Algebra Booleana

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

CMC Aplicando el método de Arriba-Abajo

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

Reducción a dos niveles del Arbol de Fallas

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicacióniv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC aplicando el Método Matricial

1.- Identificar las Compuertas (Eventos Intermedios), Eventos Básicos y eventos no desarrollados

2.- Resolver las compuertas aplicando la regla de la compuerta “O” y la regla de la Compuerta “Y”

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

Regla de la Compuerta “O”

Sustituya la Compuerta por los Eventos agregando renglones a la matriz de solución

Esta compuerta aumenta el número de CMC

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iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

Regla de la Compuerta “Y”

Sustituya la Compuerta por los Eventos agregando columnas a la matriz de solución

Esta Compuerta aumenta el orden de los CMC

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

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iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC aplicando el Método Matricial

3. Remover todos los eventos duplicados en los CMC

Algunos CMC pueden tener eventos “repetidos”:

La ocurrencia de un evento no implica el número de veces en que aparezca en el CMC

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

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iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC aplicando el Método Matricial

4. Borrar todos los “superconjuntos”

Si se encuentran conjuntos de “orden mayor” que incluyan conjuntos de “orden menor” deben de eliminarse los de orden mayor

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

Técnicas Analíticas AvanzadasAnálisis de árbol de Fallas

iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

Ejemplo de un Arbol de Fallas para obtener un CMC

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iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC del Arbol de Fallas aplicando el Método Matricial

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

Dirección de Administración

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iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC del Arbol de Fallas aplicando el Método Matricial

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

iv ) Evaluar el Arbol de Fallas

CMC del Arbol de Fallas utilizando el Algebra Booleana

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CMC del Arbol de Fallas utilizando el Algebra Booleana

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

v ) Validar o adicionar nuevos datos

En esta etapa y basado en la experiencia de los expertos se determina si el o los conjuntos mínimos de corte explican la ocurrencia del accidente

En caso contrario se deben buscar nuevas evidencias de hechos o en su caso defecto postular las suposiciones necesarias para explicar el Evento

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

v ) Validar o adicionar nuevos datos

Cuando el Arbol e Fallas se construye únicamente con base en evidencia solamente se obtendrá un CMC

Cuando el Arbol e Fallas se construye considerando todas las posibilidades se obtendrá más de un CMC

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Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

v ) Validar o adicionar nuevos datos

1) Los Conjuntos Mínimos de Corte se pueden agrupar de acuerdo con su orden (conjunto de orden1 es más importante que uno de orden 2.

2) Los Conjuntos Mínimos de Corte tienen una importancia de acuerdo al tipo de eventos que lo forman

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v ) Validar o adicionar nuevos datos

Errores humanos

Fallas de Equipo Activo

Fallas de Equipo Inactivo

Etapas del análisis del árbol de fallas en su aplicación

Para conjuntos de orden 1

vi ) Identificación de factores causales

Los eventos básicos que conforman los conjuntos mínimos de corte son los factores causales del evento tope postulado

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GRACIAS