Falhas industriais mais comuns: como preveni-las e reduzir riscos

Tudo começa com manutenções adiadas, decisões erradas, pequenos descuidos, falta de formação contínua… ações aparentemente menores que, com o tempo, se acumulam até que ocorra uma falha. Uma falha que não só tem impacto nos equipamentos, mas que também aumenta os custos operacionais, expõe o pessoal a riscos desnecessários e, nos piores cenários, paralisa completamente a fábrica.

Neste post, oferecemos-lhe uma visão integral das falhas industriais. Analisamos quais são as avarias e falhas mais comuns, que métodos pode utilizar para as prevenir, e como reduzir os seus riscos através de estratégias integradas.

O que entendemos por falhas industriais?

As falhas industriais são eventos, condições, erros ou qualquer circunstância adversa que impeça um componente, sistema ou equipamento de continuar a cumprir a sua função dentro de um processo produtivo.

Geralmente, as falhas ou defeitos industriais implicam a perda de funcionalidade de um ativo, paragens não planeadas, perdas de produção e riscos de segurança. Podem manifestar-se de forma súbita ou progressiva, afetando tanto ativos individuais como sistemas interligados dentro da fábrica.

Conhecer os diferentes tipos de falhas industriais facilita a identificação das suas causas, a aplicação das medidas de mitigação mais eficazes e, principalmente, a prevenção de incidentes.

Falhas industriais de origem mecânica

As falhas mecânicas devem-se a danos, fadiga ou desgaste físico de componentes ou estruturas de um equipamento ou máquina. Para evitar este tipo de avarias industriais, é fundamental a manutenção preditiva através de dispositivos e sensores que monitorizam o estado das máquinas.

As falhas industriais mais usuais devido a causas mecânicas são as seguintes:

Falha devido a fadiga e a fraturas

Este tipo de incidente industrial ocorre quando a peça mecânica (como eixos e alavancas) é submetida a cargas cíclicas repetidas e de forma prolongada. Este stress debilita a estrutura e origina fissuras internas que crescem até causar a fratura súbita da peça.

Falha devido a desgaste

O atrito contínuo, a abrasão e a corrosão química em componentes mecânicos (como engrenagens, válvulas ou pistões) reduzem gradualmente a sua secção. Isso debilita as estruturas, que assim precisam de ser substituídas.

Avaria industrial devido a desalinhamento

Quando os eixos acoplados ou os mecanismos de transmissão dos equipamentos não estão perfeitamente alinhados, geram-se cargas laterais e vibrações elevadas. Este tipo de falhas em máquinas industriais pode ser detetado através de sensores de vibração.

Falha devido a folgas nas peças

Se os parafusos, pernos ou juntas estiverem mal fixados, podem originar-se movimentos erráticos e impactos internos na máquina que podem danificar rolamentos, engrenagens ou outros componentes mecânicos.

Falha devido a deformação

As falhas em máquinas industriais também ocorrem devido à fratura ou deformação dos seus componentes, normalmente quando são submetidos a esforços excessivos e prolongados.

Falhas industriais de tipo elétrico

As falhas industriais elétricas estão relacionadas com interrupções no fornecimento de energia elétrica ou com problemas no funcionamento dos sistemas elétricos de controlo. As mais comuns são:

Falhas devido a sobrecargas 

Quando a procura de potência é superior à capacidade prevista do circuito elétrico ou dos equipamentos elétricos (bombas, compressores, motores, etc.), geram-se disparos de proteção, sobreaquecimento e possíveis danos aos componentes.

Falhas elétricas devido a ligações soltas ou corroídas

Os terminais, bornes ou junções elétricas mal instalados ou soltos devido a vibrações ou à dilatação térmica aumentam a resistência nas ligações. Isto gera um calor excessivo que danifica os cabos e os equipamentos.

Falhas elétricas devido a humidade

A humidade ou condensação nos cabos elétricos e painéis podem debilitar os revestimentos, provocar falhas no isolamento e causar corrosão. Isto normalmente gera curto-circuitos.

Falhas elétricas por acumulação de pó

O depósito de pó, sujidade ou óleo nos componentes elétricos deteriora o isolamento e a dissipação de calor. Entre todas as falhas elétricas industriais, esta é uma das menos comuns.

Falhas elétricas devido a perturbações na linha

As variações bruscas de tensão, devido a sobretensões, picos transitórios ou flutuações rápidas, podem sobrecarregar e danificar os componentes eletrónicos.

Outras falhas elétricas

As falhas industriais relacionadas com a eletricidade também podem ser causadas por isolamentos defeituosos ou envelhecidos, por resíduos ou contaminantes que causam curto-circuitos, por sobretensões nas linhas causadas por raios, etc.

Falhas industriais causadas por erro humano

Também geram incidentes industriais aquelas ações/decisões dos operadores ou líderes que conduzem ao mau funcionamento de equipamentos ou processos. Por exemplo:

Falhas devido à falta de formação 

A ausência de formação adequada faz com que o pessoal realize tarefas com insegurança ou sem seguir os protocolos corretos. Por exemplo, um operador pode aplicar incorretamente uma manobra de arranque ou uma paragem técnica, ou ignorar as normas de segurança, simplesmente porque não foi formado para determinadas atividades.

Falha devido a erro na operação 

As falhas industriais também podem ocorrer devido ao ajuste de parâmetros fora da faixa, ao uso de ferramentas erradas durante a manutenção, a uma ligação mal realizada ou a outros erros cometidos pelo trabalhador durante a operação.

Comunicação deficiente

Se a informação correta não fluir entre as equipas de trabalho, por exemplo, ao comunicar as descobertas críticas durante os turnos, a coordenação nas tarefas de manutenção pode falhar, causando trabalhos repetidos, intervenções simultâneas na mesma máquina ou tarefas não realizadas. O que, sem dúvida, desencadeia falhas industriais.

Erros administrativos ou de planeamento

Não planear uma tarefa de forma eficiente, não estabelecer claramente as responsabilidades, redigir os passos de forma ambígua ou não garantir os recursos adequados (ferramentas e peças sobressalentes) pode fazer com que os trabalhadores intervenham de forma insegura, simultânea ou errada. O que aumenta a probabilidade de erros humanos.

Falhas industriais relacionadas com a automatização e o controlo

Alguns problemas recorrentes nos sistemas de automatização industrial estão associados tanto a aspetos organizacionais como técnicos. Devemos recordar que a automatização industrial abrange desde equipamentos físicos até software inteligente, redes, sistemas SCADA de controlo, etc. Estas tecnologias e sistemas devem funcionar de forma integrada.

Falta de monitorização

Não dispor de sistemas que monitorizem as máquinas automatizadas e que permitam identificar, de forma preventiva, qualquer problema nos seus componentes, como desgaste ou desajustes, diminui a vida útil destes equipamentos. O que pode gerar diferentes tipos de falhas.

Avarias industriais devido a erro de programação

Uma lógica incorreta ou um bug (erro ou defeito num software) no programa do PLC/SCADA produz comportamentos incoerentes no controlo. Além disso, a configuração incorreta dos sensores avançados, que detetam e diagnosticam falhas, pode causar uma leitura de dados errados, provocar problemas no sistema ou causar a paralisação total do processo de automatização.

Falha de hardware

Os componentes eletrónicos do sistema de controlo podem ser danificados por uma sobrecarga elétrica, vibrações extremas, uso inadequado, etc. São hardware de automatização com defeitos industriais.

Problemas nas interfaces gráficas

O mau funcionamento dos equipamentos de visualização impede o operador de supervisionar os processos. Por exemplo, um ecrã tátil inoperante bloqueia a capacidade de ajustar parâmetros em tempo real, o que pode causar paralisações nas tarefas.

Cibersegurança

Os sistemas de automatização industrial ligados a redes digitais, especialmente os baseados em arquiteturas de sistemas OT/IT (integração da tecnologia da informação TI e da tecnologia operacional TO), apresentam cada vez mais uma lacuna maior face às ameaças de cibersegurança.

Portanto, a ausência de medidas de segurança, como segmentação de redes, firewalls, controlo de acessos e sistema de deteção de intrusões, aumenta a probabilidade de acessos não autorizados e riscos significativos, como danos ao equipamento físico ou interrupção das operações.

Integração de sistemas

Integrar novas tecnologias em infraestruturas industriais existentes é sempre um desafio técnico, especialmente em ambientes com sistemas herdados. A incompatibilidade entre hardware e software pode causar falhas de interoperabilidade, como latências na troca de dados e perda de sincronização entre subsistemas.

Falhas industriais que provocam paragens não planeadas

Normalmente, as paragens não planeadas são originadas por uma falha do sistema. Não decorrem de um único equipamento ou componente, mas sim da debilidade ou de um problema de um dos pilares da produção (procedimentos, formação de pessoas, equipamentos ou tecnologias), que, por sua vez, sobrecarrega os outros, criando as condições para a falha e a interrupção inesperada.

Vejamos as principais incidências industriais que originam paragens não planeadas.

Falhas relacionadas com o processo

Ocorrem quando são levados a cabo processos defeituosos ou obsoletos. Por exemplo:

• Estratégias de manutenção inadequadas, como a dependência excessiva da manutenção reativa, em que se espera que um equipamento falhe para proceder à sua reparação. Ou a manutenção preventiva mal-executada, com cronogramas genéricos que não se adaptam ao equipamento e ao seu uso real.
• Procedimentos operacionais ou defeitos industriais, devido a erros do operador ou à falta de procedimentos operacionais padrão POE.
• Deficiências na gestão de peças sobressalentes. Mesmo que sejam realizados diagnósticos e se disponha de planos de reparação, não é possível reparar um equipamento se a peça sobressalente necessária não estiver disponível no armazém, ou se a peça for de má qualidade ou não for a correta.

Incidentes industriais associados às pessoas

A formação insuficiente, a comunicação deficiente e a falta de compromisso dos operadores são fontes frequentes e involuntárias de períodos de inatividade.

• Por exemplo, se os diferentes departamentos (operações, engenharia, manutenção…) não comunicarem entre eles de forma eficaz, qualquer pequeno problema, avaria, vibração ou ruído invulgar pode rapidamente transformar-se em paragens inesperadas.

Incidentes ou avarias industriais em equipamentos críticos

As falhas em máquinas industriais essenciais da fábrica obrigam normalmente a parar até serem reparadas. Este tipo de avarias pode ter origem em:

• A obsolescência do equipamento.
• Uma instalação incorreta.
• Especificações insuficientes.
• A falta de dados operacionais.
• A falta de monitorização de equipamentos críticos, para garantir a manutenção preditiva.

Como prevenir falhas industriais de forma eficaz?

Prevenir incidentes industriais requer um planeamento integral que combine: boas práticas de manutenção, cultura de segurança e tecnologia avançada. As estratégias-chave incluem:

Inspeção programada e manutenção preditiva

A manutenção preditiva, potenciada pela IoT, permite antecipar falhas. Ao ligar sensores a equipamentos críticos, é possível monitorizar em tempo real diversas variáveis, como a vibração, a temperatura ou a pressão.

Os sistemas de análise preditiva utilizam algoritmos de IA e Machine Learning para detetar tendências anómalas antes que a falha ocorra. Desta forma, é possível antecipar os problemas e resolvê-los antes que se transformem em falhas graves.

A implementação de um programa de manutenção preventiva, baseado em inspeções programadas nos equipamentos de propriedade do cliente, permite antecipar falhas, prolongar a vida útil dos ativos e reduzir o risco de paragens não planeadas.

Esta abordagem centra-se exclusivamente na reparação e manutenção de máquinas e equipamentos industriais do cliente, utilizando as suas próprias plataformas articuladas, manipuladores e meios auxiliares operados por técnicos especializados e habituados a intervir neste tipo de equipamentos.

De forma complementar, a manutenção preditiva, aplicada quando o tipo de equipamento e o contexto o permitem, contribui para otimizar recursos e melhorar o planeamento das intervenções, sempre dentro do âmbito da atuação em máquinas específicas e não em instalações industriais completas ou fábricas como unidade produtiva.

Formação contínua e cultura operacional segura

Uma força laboral formada na sua linha de trabalho é fundamental para prevenir incidentes que coloquem em risco a produção e a segurança do pessoal. Mas é necessário construir um ecossistema de aprendizagem inteligente, através dos seguintes passos:

• Analisar as tarefas laborais e as competências críticas para cada função.
• Identificar as lacunas nas capacidades dos empregos atuais.
• Dar formação aos operadores de primeira linha, tanto em tarefas técnicas básicas de manutenção, como quanto à importância de realizar inspeções regulares.
• Programar a formação em formatos flexíveis que permitam aos empregados consumir conteúdos ao seu próprio ritmo. Por exemplo:
  • Módulos de aprendizagem eletrónica.
  • Formação virtual em tempo real, ministrada por instrutores qualificados.
  • Aulas breves que reforçam conceitos específicos.

Por outro lado, é fundamental promover uma cultura de segurança. O que é que isto significa? Cultivar um compromisso partilhado por todos os membros da empresa em relação à segurança. Isto vai além do cumprimento das normas, exige que cada decisão e cada ação, em todos os níveis, leve em consideração a segurança.

Por exemplo, a cultura de segurança reforça-se quando se mantêm os canais de comunicação abertos, para que os empregados expressem as suas preocupações sobre as medidas de proteção e segurança.

Digitalização de alertas e seguimento em tempo real

A digitalização é um passo fundamental para reduzir riscos. Por exemplo, os sistemas IoT (Internet Industrial das Coisas) permitem integrar sensores em equipamentos e redes de comunicações para capturar dados em tempo real.

Ao processar estas informações com software inteligente, é possível gerar alertas em tempo real diante de valores fora do padrão. Esta capacidade de visualizar o estado do equipamento ou receber alertas permite executar ações imediatas e programar manutenções precisas.

A digitalização também abarca o uso de um sistema computadorizado de gestão de manutenção CMMS, para gerir as ordens de trabalho, os históricos de manutenção e o acompanhamento de peças sobressalentes. Isto facilita o atendimento oportuno de incidentes, antes que a falha se manifeste.

Que protocolos aplicar no caso de uma falha industrial crítica?

Quando ocorre uma falha crítica num equipamento, os protocolos de emergência e segurança estabelecidos devem ser ativados, dependendo do tipo de indústria e dos riscos associados. Basicamente, os passos são os seguintes:

• Parar imediatamente o equipamento afetado. Isto inclui bloquear e etiquetar a fonte de energia para evitar arranques acidentais. Nesta fase, os equipamentos de medição e controlo desempenham um papel fundamental, pois permitem verificar a ausência de tensão, pressão ou movimento residual antes de autorizar qualquer acesso à área afetada.
• Paralelamente, é ativado o plano de resposta a emergências. As principais ações são as seguintes:
  • Informar o pessoal de segurança.
  • Evacuar áreas, se houver risco de incêndio, gases ou ferimentos.
  • Notificar os responsáveis pela manutenção e engenharia.
• Em situações em que a visibilidade no ambiente for afetada, pode ser necessário instalar torres de iluminação para garantir condições de trabalho seguras durante a emergência.

Uma vez controlada a emergência e garantida a segurança do ambiente, procede-se à determinação da origem da falha e do motivo e da forma como ocorreu. Um dos principais métodos é a análise de causa raiz. Nesta fase, pode ser necessário o uso de plataformas elevatórias para realizar inspeções técnicas ou reparações em equipamentos situados em altura.

Falhas industriais com maior impacto

Certas incidências industriais geram grandes impactos, tanto a nível económico como operacional, devido à sua capacidade de parar processos produtivos completos, comprometer a segurança ou degradar a fiabilidade global da fábrica.

Estas falhas não afetam apenas um equipamento isolado, pois tendem a propagar-se ao longo da cadeia produtiva, amplificando as suas consequências. Por exemplo:

• Falhas industriais de equipamentos críticos. Causam principalmente impacto operacional e económico.
• Falhas associadas a deficiências de manutenção. São causa de perda de produção e custos operacionais.
• Erros humanos e operacionais. Como configurações incorretas, passos omitidos em procedimentos de segurança e falta de comunicação. Provocam principalmente paragens prolongadas. São a principal causa das falhas de automatização.
• Falhas de software e automatização. Estas falhas nem sempre causam danos físicos ao equipamento, mas podem gerar paragens completas do processo industrial.

Redução de riscos através de estratégias integradas

A mitigação de riscos extremos requer uma abordagem integral que combine tecnologia, organização e formação. As principais estratégias-chave são:

• Manutenção preventiva e preditiva em conjunto. Programar revisões periódicas e utilizar sensores de condição nos equipamentos permite antecipar falhas antes que elas ocorram. Uma das melhores abordagens é a metodologia TPM (Total Productive Maintenance), um sistema de melhoria contínua que integra manutenção, gestão e operação.

Os pilares da TPM são:

• Estratégias de manutenção preventiva e preditiva.
• Aplicação do ciclo PDCA para realizar melhorias.
• Operadores com formação para a manutenção e inspeção.
• Redução de defeitos industriais através da análise de causa raiz e do controlo de processos.
• Aquisição inteligente de equipamentos.
• Formação contínua.
• Prevenção de riscos profissionais.

• Planos de contingência e autoproteção. Elaborar planos específicos de emergência e continuidade garante uma resposta rápida em caso de falhas. Por exemplo:
  • Contar com fontes alternativas de energia, tais como: grupos eletrogeradores e torres de iluminação.
  • Garantir a reserva de componentes críticos para reduzir os tempos de recuperação.
  • Realizar simulações de crise que permitam validar os protocolos de atuação.

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