Las pruebas de estrés son una forma de prueba deliberadamente intensa o exhaustiva que se utiliza para determinar la estabilidad de un sistema, una infraestructura crítica o una entidad determinada. Implican pruebas que van más allá de la capacidad operativa normal, a menudo hasta el punto de ruptura, con el fin de observar los resultados.
Las razones pueden incluir:
Los ingenieros de confiabilidad a menudo prueban elementos bajo estrés esperado o incluso bajo estrés acelerado para determinar la vida útil del elemento o para determinar modos de falla. [1]
El término " estrés " puede tener un significado más específico en ciertas industrias, como las ciencias de los materiales, y por lo tanto, las pruebas de estrés a veces pueden tener un significado técnico; un ejemplo es la prueba de fatiga de los materiales.
En biología animal , existen diversas formas de estrés biológico y pruebas de estrés biológico , como la prueba de esfuerzo cardíaco en humanos, que a menudo se administra por razones biomédicas . En fisiología del ejercicio , las zonas de entrenamiento a menudo se determinan en relación con los protocolos de estrés metabólico, cuantificando la producción de energía , el consumo de oxígeno o los regímenes de química sanguínea .
Las pruebas de fatiga son una forma especializada de pruebas mecánicas que se realizan aplicando cargas cíclicas a una probeta o estructura. Estas pruebas se utilizan para generar datos sobre la vida útil por fatiga y el crecimiento de grietas, identificar ubicaciones críticas o demostrar la seguridad de una estructura que puede ser susceptible a la fatiga. Las pruebas de fatiga se utilizan en una variedad de componentes, desde probetas hasta artículos de prueba de tamaño completo, como automóviles y aeronaves .
Las pruebas de fatiga en cupones se realizan típicamente utilizando máquinas de prueba servohidráulicas que son capaces de aplicar grandes cargas cíclicas de amplitud variable . [4] Las pruebas de amplitud constante también se pueden aplicar mediante máquinas oscilantes más simples. La vida útil por fatiga de un cupón es el número de ciclos que se necesitan para romper el cupón. Estos datos se pueden utilizar para crear curvas de vida útil por tensión o de vida útil por deformación. La tasa de crecimiento de grietas en un cupón también se puede medir, ya sea durante la prueba o después, utilizando fractografía . Las pruebas de cupones también se pueden realizar dentro de cámaras ambientales donde se pueden controlar la temperatura, la humedad y el entorno que pueden afectar la tasa de crecimiento de grietas.
Debido al tamaño y la forma única de los artículos de prueba de tamaño real, se construyen bancos de prueba especiales para aplicar cargas a través de una serie de actuadores hidráulicos o eléctricos . Los actuadores tienen como objetivo reproducir las cargas significativas experimentadas por una estructura, que en el caso de las aeronaves, pueden consistir en maniobras, ráfagas, sacudidas y cargas tierra-aire-tierra (GAG). Se aplica una muestra representativa o un bloque de carga repetidamente hasta que se haya demostrado la vida útil segura de la estructura o se produzcan fallas que deban repararse. Se instalan instrumentación como celdas de carga , medidores de tensión y medidores de desplazamiento en la estructura para garantizar que se haya aplicado la carga correcta. Se realizan inspecciones periódicas de la estructura alrededor de concentraciones de tensión críticas , como orificios y accesorios, para determinar el momento en que se encontraron grietas detectables y para garantizar que cualquier grieta que ocurra no afecte otras áreas del artículo de prueba. Debido a que no se pueden aplicar todas las cargas, cualquier carga estructural desequilibrada generalmente se transmite al piso de prueba a través de una estructura no crítica, como el tren de aterrizaje.
Las normas de aeronavegabilidad generalmente requieren que se realice una prueba de fatiga para aeronaves grandes antes de la certificación para determinar su vida útil segura . [5] Las aeronaves pequeñas pueden demostrar seguridad a través de cálculos, aunque normalmente se utilizan factores de dispersión o seguridad más grandes debido a la incertidumbre adicional involucrada.Las infraestructuras críticas (IC), como carreteras, ferrocarriles, redes eléctricas, presas, instalaciones portuarias, grandes gasoductos o refinerías de petróleo, están expuestas a múltiples peligros y estresores naturales e inducidos por el hombre, incluidos terremotos , deslizamientos de tierra , inundaciones , tsunamis , incendios forestales , efectos del cambio climático o explosiones . Estos estresores y eventos abruptos pueden causar fallas y pérdidas y, por lo tanto, pueden interrumpir servicios esenciales para la sociedad y la economía. [6] Por lo tanto, los propietarios y operadores de IC deben identificar y cuantificar los riesgos que plantean las IC debido a diferentes estresores, con el fin de definir estrategias de mitigación [7] y mejorar la resiliencia de las IC. [8] [9] Las pruebas de estrés son herramientas avanzadas y estandarizadas para la evaluación de peligros y riesgos de las IC, que incluyen tanto eventos de baja probabilidad y alta consecuencia (LP-HC) como los llamados eventos extremos o raros , así como la aplicación sistemática de estas nuevas herramientas a las clases de IC.
Las pruebas de estrés son el proceso de evaluación de la capacidad de un IC para mantener un cierto nivel de funcionalidad en condiciones desfavorables, mientras que las pruebas de estrés consideran eventos LP-HC, que no siempre se tienen en cuenta en los procedimientos de diseño y evaluación de riesgos, comúnmente adoptados por las autoridades públicas o las partes interesadas industriales. Se ha desarrollado una metodología de prueba de estrés multinivel para IC en el marco del proyecto de investigación europeo STREST [10] , que consta de cuatro fases: [11]
Fase 1: Preevaluación , durante la cual se recogen los datos disponibles sobre el IC (contexto de riesgo) y sobre los fenómenos de interés (contexto de peligro). Se definen la meta y los objetivos, el marco temporal, el nivel de la prueba de resistencia y los costos totales de la prueba de resistencia.
Fase 2: Evaluación , durante la cual se realiza la prueba de estrés a nivel de componente y sistema, incluyendo análisis de fragilidad [12] y riesgo [13] de los IC para los estresores definidos en la Fase 1. La prueba de estrés puede arrojar tres resultados: Aprobado, Parcialmente aprobado y No aprobado, con base en la comparación de los riesgos cuantificados con niveles aceptables de exposición al riesgo y un sistema de penalizaciones.
Fase 3: Decisión , durante la cual se analizan los resultados de la prueba de estrés de acuerdo a la meta y objetivos definidos en la Fase 1. Se identifican los eventos críticos (eventos que con mayor probabilidad causan la superación de un nivel dado de pérdida) y las estrategias de mitigación de riesgos.
Fase 4: Informe , durante el cual se formulan y presentan a las partes interesadas el resultado de la prueba de estrés y las pautas de mitigación de riesgos con base en los hallazgos establecidos en la Fase 3.
Esta metodología de pruebas de estrés se ha demostrado en seis IC en Europa a nivel de componentes y sistemas: [14] una refinería de petróleo y una planta petroquímica en Milazzo, Italia; una presa conceptual de tierra alpina en Suiza; el gasoducto Bakú-Tiflis-Ceyhan en Turquía; parte de la red nacional de almacenamiento y distribución de gas Gasunie en los Países Bajos; la infraestructura portuaria de Tesalónica, Grecia; y un distrito industrial en la región de Toscana, Italia. El resultado de las pruebas de estrés incluyó la definición de componentes y eventos críticos y estrategias de mitigación de riesgos, que se formulan y se informan a las partes interesadas.En finanzas , una prueba de estrés es un análisis o simulación diseñado para determinar la capacidad de un determinado instrumento financiero o institución financiera para hacer frente a una crisis económica . En lugar de hacer una proyección financiera sobre la base de una "mejor estimación", una empresa o sus reguladores pueden hacer una prueba de estrés en la que examinan la solidez de un instrumento financiero ante determinadas crisis, una forma de análisis de escenarios . Pueden probar el instrumento bajo, por ejemplo, las siguientes situaciones de estrés:
Este tipo de análisis se ha generalizado cada vez más y ha sido adoptado por diversos organismos gubernamentales (como la PRA en el Reino Unido o por organismos intergubernamentales como la Autoridad Bancaria Europea (ABE) y el Fondo Monetario Internacional ) como un requisito regulatorio para que ciertas instituciones financieras aseguren niveles adecuados de asignación de capital para cubrir las pérdidas potenciales incurridas durante eventos extremos, pero plausibles. El economista jefe de Saxo Bank se ha referido a las pruebas de estrés regulatorias de la ABE como "un paseo por el parque" . [15]
Este énfasis en la determinación adecuada y ajustada al riesgo del capital se ha visto reforzado por modificaciones a las regulaciones bancarias como Basilea II . Los modelos de pruebas de estrés normalmente permiten no sólo la prueba de factores de estrés individuales, sino también combinaciones de diferentes eventos. También suele existir la posibilidad de probar la exposición actual a un escenario histórico conocido (como el impago de la deuda rusa en 1998 o los ataques del 11 de septiembre ) para asegurar la liquidez de la institución. En 2014, 25 bancos no superaron una prueba de estrés realizada por la EBA .Una prueba de esfuerzo cardíaco es un examen cardiológico que evalúa la respuesta del sistema cardiovascular al estrés externo en un entorno clínico controlado. Esta respuesta al estrés puede inducirse mediante ejercicio físico (normalmente en una cinta de correr) o estimulación farmacológica intravenosa de la frecuencia cardíaca. [16]
A medida que el corazón trabaja cada vez más (se estresa), se lo controla mediante un monitor de electrocardiograma (ECG). Este mide los ritmos eléctricos del corazón y la electrofisiología en general . El personal clínico que atiende al paciente controla simultáneamente la frecuencia cardíaca, la presión arterial y los síntomas como el malestar en el pecho o la fatiga. El personal clínico interrogará al paciente durante todo el procedimiento y le hará preguntas relacionadas con el dolor y el malestar percibido. Las anomalías en la presión arterial, la frecuencia cardíaca, el ECG o el empeoramiento de los síntomas físicos podrían ser indicativos de enfermedad de la arteria coronaria . [17]
Las pruebas de esfuerzo no permiten diagnosticar con precisión todos los casos de enfermedad de las arterias coronarias y, a menudo, pueden indicar su existencia en personas que no padecen la enfermedad. La prueba también puede detectar anomalías cardíacas, como arritmias , y afecciones que afectan la conducción eléctrica dentro del corazón, como diversos tipos de bloqueos fasciculares. [18]
Una prueba de esfuerzo "normal" no ofrece ninguna garantía sustancial de que una placa coronaria inestable en el futuro no se rompa y bloquee una arteria, induciendo un ataque cardíaco . Como sucede con todos los procedimientos de diagnóstico médico, los datos solo corresponden a un momento en el tiempo. Una razón principal por la que la prueba de esfuerzo no se percibe como un método sólido para la detección de la enfermedad coronaria es que, por lo general, solo detecta arterias que están severamente estrechas (~70 % o más). [19] [20] [21]La prueba de esfuerzo con contracciones (ECE) se realiza cerca del final del embarazo (34 semanas de gestación) para determinar qué tan bien el feto soportará las contracciones del parto . El objetivo es inducir contracciones y monitorear al feto para verificar si hay anomalías en la frecuencia cardíaca mediante un cardiotocograma . La ECE es un tipo de técnica de vigilancia fetal prenatal.
Durante las contracciones uterinas, la oxigenación fetal empeora. Las desaceleraciones tardías de la frecuencia cardíaca fetal que ocurren durante las contracciones uterinas se asocian con un aumento de la tasa de mortalidad fetal, retraso del crecimiento y depresión neonatal. [22] [23] Esta prueba evalúa la frecuencia cardíaca fetal en respuesta a las contracciones uterinas mediante monitoreo fetal electrónico . La actividad uterina se monitorea mediante un tocodinamómetro . [24]{{cite book}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )