A bomba de água de refrigeração funciona há anos sem problemas. Até que, numa sexta-feira à tarde, o empanque mecânico falha, a água entra no motor e meia instalação para. Depois, alguém diz: «Era evidente que o empanque, mais cedo ou mais tarde, ia começar a verter.» Evidente era – só que ninguém tinha pensado antes, de forma sistemática, no que aconteceria nessa altura.
É precisamente para isso que existe a FMEA. O método obriga uma equipa a perguntar antecipadamente: o que pode falhar nesta instalação? Quais são as consequências? E qual é a probabilidade de detetarmos a falha a tempo?
Neste artigo fica a saber como funciona uma FMEA na manutenção, como avaliar os riscos com o NPR ou com a prioridade de ação e como é um exemplo concreto de FMEA. Fica também a conhecer os erros que transformam uma FMEA num mero exercício de papel.
O que é uma FMEA?
FMEA significa «Failure Mode and Effects Analysis», em português análise dos modos de falha e seus efeitos. Trata-se de um método estruturado e preventivo. Uma equipa decompõe um produto, um processo ou uma instalação em funções e componentes e analisa, para cada elemento:
- que modos de falha podem ocorrer (por exemplo, «empanque com fuga»),
- que efeitos da falha têm (por exemplo, «motor molhado, paragem da instalação»),
- que causas da falha estão por trás (por exemplo, «funcionamento a seco, desgaste, material de vedação errado»),
- que medidas já hoje limitam o risco e quais são adicionalmente necessárias.
A nível internacional, a norma IEC 60812 descreve a realização da FMEA. Na indústria automóvel está difundido o manual FMEA AIAG/VDA conjunto, cuja metodologia serve frequentemente de modelo também fora do setor.
Que tipos de FMEA existem?
- FMEA de projeto (design): analisa um produto em desenvolvimento, por exemplo uma nova válvula.
- FMEA de processo: analisa um processo de fabrico ou de montagem.
- FMEA de sistema ou de equipamento: analisa uma máquina ou instalação existente em funcionamento. É a forma mais importante para a manutenção.
Na manutenção, a FMEA responde sobretudo a uma pergunta: que falhas são tão críticas que temos de agir preventivamente – através de inspeção, manutenção, monitorização da condição ou stock de peças de substituição?
FMEA na manutenção: o processo em 7 passos
O manual AIAG/VDA divide a FMEA em sete passos. Esta estrutura transpõe-se bem para instalações:
- Planeamento e preparação: definir o âmbito (que instalação, que limites?), constituir a equipa, planear as datas. A equipa deve incluir a manutenção, os operadores, a produção e, se necessário, a parte elétrica, a segurança e as compras.
- Análise da estrutura: decompor a instalação em conjuntos e componentes, por exemplo bomba, motor, acoplamento, empanque mecânico, rolamentos.
- Análise das funções: descrever a função de cada elemento: «a bomba fornece água de refrigeração com o caudal nominal».
- Análise das falhas: recolher modos, efeitos e causas de falha e relacioná-los entre si.
- Análise do risco: registar as medidas de prevenção e deteção existentes e avaliar o risco.
- Otimização: definir medidas adicionais, com responsável e prazo, e reavaliar após a implementação.
- Documentação dos resultados: registar e comunicar os resultados e integrá-los no plano de manutenção, na estratégia de peças de substituição e nas instruções de trabalho.
Avaliar o risco: gravidade, ocorrência, deteção
Para cada combinação de modo de falha, efeito e causa, a equipa atribui três classificações, normalmente numa escala de 1 a 10:
| Critério | Pergunta | 1 significa | 10 significa |
|---|---|---|---|
| Gravidade (S, Severity) | Quão grave é o efeito? | quase impercetível | perigo para pessoas ou para o ambiente |
| Ocorrência (O, Occurrence) | Qual a probabilidade de a causa ocorrer? | praticamente nunca | muito frequente |
| Deteção (D, Detection) | Com que segurança é a falha detetada antes do efeito? | detetada com segurança | praticamente indetetável |
Importante: na deteção, um valor baixo é bom. Um 10 significa que a falha passa despercebida até o efeito se manifestar.
O número de prioridade de risco (NPR)
Classicamente, os três valores são multiplicados: NPR = S × O × D. O NPR situa-se assim entre 1 e 1000. Quanto mais alto, mais urgentes são as medidas.
O NPR é simples, mas tem uma fraqueza conhecida: números iguais podem significar riscos muito diferentes. Uma causa com S = 10, O = 2, D = 5 dá um NPR de 100 – exatamente como S = 2, O = 10, D = 5. No primeiro caso ameaça um efeito grave, no segundo uma avaria frequente mas inofensiva. Quem ordena apenas pelo NPR pode deixar escapar um risco sério.
A prioridade de ação (AP)
Por isso, o manual FMEA AIAG/VDA substitui o NPR pela prioridade de ação (Action Priority, AP). Em vez de multiplicar, uma tabela atribui cada combinação de S, O e D a um de três níveis: alto, médio ou baixo. A gravidade tem o maior peso, seguida da ocorrência e depois da deteção.
Também a IEC 60812 descreve, além do NPR, outras formas de priorizar riscos, como uma matriz de criticidade baseada na gravidade e na ocorrência. Deve definir previamente o método que utiliza e aplicá-lo de forma uniforme em toda a empresa. Independentemente do método, os efeitos de falha de gravidade muito elevada, por exemplo para a segurança ou o ambiente, merecem sempre uma análise própria.
Exemplo de FMEA: bomba de água de refrigeração
O exemplo fictício seguinte mostra um excerto de uma FMEA de equipamento para uma bomba centrífuga no circuito de refrigeração. As classificações são ilustrativas e, na prática, dependem da sua instalação e dos seus catálogos de avaliação.
| Componente | Modo de falha | Efeito | Causa | S | O | D | NPR |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Empanque mecânico | com fuga | água no motor, paragem da refrigeração | funcionamento a seco no arranque | 8 | 5 | 7 | 280 |
| Rolamento da bomba | dano no rolamento | ruído, mais tarde bloqueio | lubrificação insuficiente | 7 | 4 | 4 | 112 |
| Motor | sobreaquecimento | a proteção do motor dispara, paragem | tampa do ventilador suja | 6 | 3 | 3 | 54 |
| Acoplamento | desgaste da coroa dentada | pancadas, danos subsequentes nos rolamentos | erro de alinhamento | 6 | 4 | 6 | 144 |
O empanque mecânico destaca-se: efeito grave, frequência média e quase nenhuma possibilidade de detetar a falha a tempo. Medidas possíveis:
- Prevenção: instalar uma proteção contra funcionamento a seco, definir o procedimento de arranque na instrução de trabalho.
- Deteção: monitorização de fugas no empanque, incluir uma inspeção visual na ronda.
- Limitar os efeitos: ter em stock um empanque mecânico de substituição e um jogo de rolamentos, para que a reparação não tenha de esperar pela aquisição.
Após a implementação, a equipa reavalia. Se, por exemplo, a deteção descer de 7 para 3, o NPR cai de 280 para 120. Quem trabalha com prioridades de ação reclassifica a nova combinação de acordo com a tabela AP.
O que a FMEA traz à manutenção e às peças de substituição
Uma boa FMEA não acaba no formulário. Os seus resultados entram diretamente no trabalho diário:
- Plano de manutenção: inspeções e manutenções direcionadas para onde os riscos são elevados, em vez de genericamente em todo o lado.
- Monitorização do estado: medição de vibrações ou de temperatura para componentes com fraca detetabilidade.
- Estratégia de peças de substituição: as peças de elevada gravidade e longo prazo de reaprovisionamento entram na lista de peças de substituição críticas.
- Formação: os operadores conhecem os sinais de alerta dos modos de falha mais importantes.
Como iniciar a primeira FMEA sem grande esforço
Muitas empresas hesitam perante a FMEA, porque parece implicar semanas de trabalho. Para começar, basta um âmbito reduzido:
- Escolher uma instalação: de preferência a que teve mais falhas, ou as mais caras, nos últimos tempos.
- Trazer o histórico de avarias: as falhas registadas mostram que modos de falha já ocorreram na realidade.
- Limitar o tempo: várias sessões curtas de duas a três horas rendem mais do que um dia inteiro.
- Usar uma ferramenta simples: uma folha de cálculo com as colunas do exemplo acima basta para começar. Um software específico compensa quando a FMEA se torna rotina na empresa.
Após a primeira ronda, tem uma lista priorizada de medidas. Implemente primeiro as três mais importantes e reavalie, passados alguns meses, se as falhas se alteraram.
Erros típicos na FMEA
- Trabalho individual em vez de equipa: uma FMEA preenchida por uma só pessoa à secretária ignora o conhecimento dos operadores e dos turnos.
- Âmbito demasiado grande: quem analisa a fábrica inteira de uma vez nunca termina. Comece pela instalação mais crítica.
- Classificações sem catálogo: sem critérios definidos por escrito, cada equipa atribui números diferentes. Defina catálogos de avaliação para S, O e D.
- Medidas sem responsáveis: uma medida sem nome e prazo não é implementada.
- Feita uma vez, nunca atualizada: a FMEA é um documento vivo. Após alterações, novas falhas ou mudanças na operação, deve voltar à mesa.
Quando as peças críticas são difíceis de obter
Muitas vezes, a FMEA mostra que o maior risco não é a falha em si, mas o tempo até à substituição. Sobretudo em instalações mais antigas, algumas peças estão descontinuadas ou já são difíceis de obter. Nesse caso, deve procurar alternativas cedo – e não só quando a instalação já está parada.
A KTB Europe é uma empresa familiar de Hamburgo e, desde 1976, adquire peças de substituição de todas as marcas em todo o mundo. Pode fazer o seu pedido com a referência, uma fotografia da placa de características ou uma descrição. No caso de peças descontinuadas, procuramos alternativas adequadas. Saiba mais nas nossas páginas sobre a gestão de peças de substituição e peças descontinuadas. A propósito do tema: como medir as falhas com o MTBF e o MTTR e como integrar os resultados da FMEA num plano de manutenção .
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Conclusão
A FMEA é um dos métodos mais eficazes para evitar falhas antes de acontecerem. Reúne à mesma mesa o conhecimento da manutenção, dos operadores e da produção e torna os riscos comparáveis. Quer trabalhe com o NPR clássico, quer com prioridades de ação: o decisivo é que a avaliação se traduza em medidas concretas – no plano de manutenção, na monitorização da condição e no stock de peças de substituição. Comece por uma instalação que já hoje o preocupa.
Perguntas frequentes
O que significa FMEA?
FMEA significa Failure Mode and Effects Analysis, em português análise dos modos de falha e seus efeitos. Uma equipa analisa sistematicamente que falhas podem ocorrer num produto, processo ou instalação, que efeitos têm e como reduzir o risco. O método atua de forma preventiva, ou seja, antes de ocorrer um dano.
Como se calcula o NPR?
O número de prioridade de risco resulta da multiplicação da gravidade, da probabilidade de ocorrência e da probabilidade de deteção, cada uma geralmente classificada de 1 a 10. O resultado situa-se entre 1 e 1000. Como números iguais podem descrever riscos diferentes, os efeitos graves devem ser sempre analisados à parte.
Qual é a diferença entre o NPR e a prioridade de ação?
O NPR multiplica as três classificações num único número. A prioridade de ação do manual FMEA AIAG/VDA atribui cada combinação, através de uma tabela, aos níveis alta, média ou baixa. A gravidade tem o maior peso, para que os efeitos graves não se percam num número baixo.
Que norma se aplica à FMEA?
Transversalmente aos setores, a IEC 60812 descreve a realização de uma FMEA. Na indústria automóvel, é ainda determinante o manual FMEA conjunto da AIAG e da VDA. Muitas empresas fora do setor automóvel seguem igualmente a sua metodologia em sete passos.
Quem deve participar numa FMEA?
Uma FMEA vive do conhecimento de várias áreas. Na manutenção, participam tipicamente técnicos de manutenção, operadores, produção e, se necessário, a parte elétrica, a segurança no trabalho e as compras. Um moderador garante que o método é respeitado e que as medidas têm responsáveis.