Dispositivos de seguridad para maquinaria y zonas de trabajo: Más que protección para la vida
Alexandra Colorado Castro
Jefe de redacción
De distintos tipos y precios los ofrece el mercado y todos tienen el mismo objetivo: proteger la integridad del personal que labora en planta. Sin embargo, son pocas las empresas que los instalan y de ellas muchas usan los dispositivos equivocados, hecho que las lleva a asumir altos costos económicos que pueden desembocar, además, en graves accidentes.
La seguridad es un aspecto de alta importancia en cualquier escenario de la vida, pero tiene una connotación especial cuando se trata de ambientes en los que las personas están expuestas a peligro recurrente como sucede en las empresas y en los centros de producción de bienes que, para su funcionamiento, utilizan máquinas y equipos industriales.
En el ambiente nacional y específicamente en la industria, este aspecto; sin embargo, no parece ser un tema prioritario aún, por cuanto no existe una vigilancia rigurosa de los organismos de control, no hay conocimiento por parte de las empresas sobre las normas referentes y, por ende, no hay cumplimiento, y –en la mayoría de los casos– desconocen también la variedad de dispositivos y servicios que ofrece el mercado para atender los requerimientos en la materia.
Hoy existe una amplia variedad de equipos, dispositivos y sistemas desarrollados para proteger la vida, la integridad del personal y de paso garantizar el buen funcionamiento de los procesos, y hasta la existencia de las empresas, pues, en materia de seguridad, los errores, las fallas y los accidentes pueden implicar mucho más que el pago de una indemnización, pueden llevar a su cierre definitivo.
El siguiente artículo explica los dispositivos de mayor empleo en la industria, sus características, usos y el protocolo que deben tener en cuenta los industriales para elegir correctamente el esquema de seguridad ideal para sus máquinas, eficiente para sus empleados y económicamente rentable y viable para la empresa.
El análisis de riesgo, el primer paso
Según Julián Orlando Díaz Rivera, gerente nacional de ventas de Multicontrol, compañía de Automatización industrial colombiana, una de las grandes fallas de las empresas de orden industrial es que desconocen los dispositivos de seguridad que existen para sus equipos y cómo implementar esquemas de seguridad, efectivos y económicamente eficientes en sus zonas de trabajo.
La elección y uso de uno o de varios elementos de seguridad lejos de ser una decisión, producto de la mera observación de un área o de una apreciación subjetiva, debe estar ligada a una evaluación previa, y a un análisis de riesgo.
Este consiste en un estudio aplicado a las máquinas de las empresas en el que se determinan los riesgos que pueden presentar sus máquinas y zonas de trabajo, según tres niveles: de frecuencia (cada cuánto puede repetirse un daño), de severidad (qué tanto daño puede causar: desde una lesión hasta la muerte), y de probabilidad (la posibilidad de que exista el daño).
La base para adelantar un análisis de riesgo lo da las categorías de riesgo contempladas en las normas ANSI o en las ISO 12100 e ISO 13849-1 y -2 que establecen los parámetros mínimos que deben cumplir un equipo o un sistema instrumentado de seguridad para ser implementado dentro de una máquina o un espacio.
En este sentido, existen diferentes categorías, desde riesgo A, el menor, hasta E, el mayor y que por lo general representa peligro de amputación o muerte para quien está expuesto. Paralelo, los equipos, así mismo, van de categoría 1 a 4 siendo los de categoría 3 y 4 los más empleados en zonas de alto riesgo pues las categorías 1 y 2 no contemplan dispositivos electrónicos sino soluciones básicas como señalización, guardas o elementos complementarios.
Así, a partir del análisis de riesgos es posible definir los riesgos a los que se expone un operario en un equipo o proceso, y de paso, la solución. “El primer paso es conocer las normas, hacer un análisis de los peligros, definir cuáles son, y cual riesgo es generado por cada proceso para definir los dispositivos correctos. Eso aplica para todas las empresas, para todos los segmentos”, afirma Díaz Rivera.
Vale señalar que un buen análisis de riesgo no solo estima los requerimientos para la parte operativa de la planta o máquina sino también otros aspectos como el mantenimiento y la producción, esto a fin de que la puesta en marcha de planes de seguridad favorezca –y no altere negativamente– el rendimiento de la empresa.
“Existen plantas con esquemas de seguridad incorrectos, con equipos mal seleccionados, sobreestimados, más complejos de lo que realmente necesitan o tan mal ubicados que no pueden operar sus máquinas o les reducen su rendimiento hasta en un 50%, lo que lleva a los industriales a afirmar erróneamente que la seguridad es costosa de implementar, y puede serlo, si no se realiza a partir de un estudio serio y cuidadoso”, explica el directivo de Multicontrol.
En Colombia, la práctica de montar esquemas de seguridad con base en análisis de riesgo no es frecuente pues las fábricas se inclinan por soluciones inmediatas que no les revistan costos adicionales –un análisis de riesgo básico inicia desde el millón de pesos en adelante– y son pocas las empresas que cuentan con los especialistas y manejan los software para realizarlos.
Un tipo para cada necesidad
Existen elementos básicos y especializados siendo la principal diferencia entre ellos, las categorías que cada uno puede cubrir de acuerdo a las normas ya citadas, y según sus caracteristicas tecnicas y tecnológias. En un mismo espacio es posible combinar distintas soluciones con dispositivos diferentes para cada máquina; la elección dependerá del tipo de máquina y del nivel de riesgo a prevenir.
Entre los más empleados están:
Micros de seguridad
También conocidos como cerramientos de bloqueo, fabricados en acero inoxidable, son los dispositivos de mayor uso en la industria dado que se instalan en las bisagras de las puertas o en las guardas de sectores específicos en las máquinas donde se advierta algún tipo de riesgo. Estos generan alertas al momento de abrir las puertas, con un consiguiente paro de máquina, lo que garantiza que ésta no funcionará hasta que la puerta esté cerrada.
Existen micros magnéticos que funcionan activando un campo formado por imanes ubicados en la puerta (emisor) y el marco (receptor) y un sistema eléctrico codificado (que contrarresta el solo uso de imanes, por parte de los operarios, para burlar el campo magnético). Otros son los micros de bloqueo mecánico que funcionan con una llave que al ser retirada para abrir la puerta, provoca la alerta, y que se deshabilitan solo cuando la máquina está detenida o apagada y tienen la llave en la cerradura.
Paros de emergencia
Dispositivos empleados principalmente para detener una máquina lo más rápido posible. Están provistos de un botón que al ser pulsado, interrumpe la energía del circuito de la máquina en la que estén instalados.
En esta variedad existen dos tipos: los de botones de paro estándar puestos en máquina, y los paros por guaya que funcionan como una extensión de múltiples paros de emergencia e incluyen una cuerda extensible para resguardar un perímetro de área determinado por distintas máquinas, de tal manera que al ocurrir un accidente, sea posible que los operarios puedan desactivar la operación desde cualquier punto, halando la cuerda.
Este aparato puede ir conectado a muros, a paros o a resortes tensores de cuerda para generar ángulos de 90°, y construcciones lineales como las empleadas para cerrar bandas transportadoras.
Algunos modelos ofrecen niveles de seguridad mayor, como aquellos a prueba de explosiones que evitan daños mayores en áreas en las que puedan surgir escapes de gases o chispas eléctricas como sucede en las zonas de explotación minera; o los de tipo IP67 que, fabricados en acero inoxidable, soportan chorros directos de agua y deterioro en ambientes de humedad extrema.
Según Julián Orlando Díaz, el sistema por guaya resulta mucho más económico –cuando se trata de cubrir áreas muy grandes– que montar numerosos paros de emergencia estándar pues esta composición no solo implica la instalación botones por separado, cada cierta distancia, sino de cableado adicional. También señala que la ubicación de los puntos donde se instalen los paros –sea estándar o por guaya– debe ser cuidadosa para evitar interrupciones frecuentes e innecesarias en el proceso productivo.
Cortinas de seguridad
Conocidas también como AOPD (dispositivos de protección optoelectrónicos activos) son aparatos optoelectrónicos que advierten la presencia de objetos en el campo de detección que forma su cortina de luz. Se usan como barreras protectoras en máquinas o áreas de trabajo para detectar la presencia de dedos, manos, miembros o el cuerpo completo de una persona.
Estos dispositivos pueden ser de dos tipos: de proceso y perimetrales. Los primeros (categoría tipo 4) son instalados en las máquinas y detectan –con inmediatez, a menos de un milisegundo– desde un dedo hasta un miembro; y las perimetrales que se utilizan en equipos de gran tamaño (tipo CNC), protegen áreas amplias, son de acción más lenta (500 milisegundos), tiene pocos ases de luz y pueden cubrir hasta 30 metros de distancia dependiendo de su configuración y de las condiciones del ambiente, pues la presencia de polución en el aire reduce la eficiencia de los ases de luz.
Adicionalmente, las de proceso ofrecen algunas funciones avanzadas de programación como el blanking que permite deshabilitar algunos ases de luz en los casos en los que alguna parte física de la máquina sobresalga y pueda ser tomada como un obstáculo por el dispositivo; o el muting –utilizado frecuentemente en sistemas de transporte– que deshabilita un sector de la cortina según el tamaño o dimensiones del objeto que lleve la banda mientras conserva activos los ases de luz del área restante, y que puede parar el proceso cuando advierte la presencia de objetos de dimensiones superiores a las previamente programadas.
Es muy importante anotar que las perimetrales solo detectan cuerpos, por esta razón resultan inoperantes si se utilizan en máquinas.
“Muchas empresas venden perimetrales como de proceso, las montan en una prensa, por ejemplo, y dado que están hechas para detectar cuerpo y funcionar a largas distancias, a la hora trabajar en una máquina que necesitaba corta distancia, muchos ases de luz y advertir partes más pequeñas, no funcionan, lo que constituye un gran riesgo de accidente”, afirma Julián Orlando Díaz.
Pese a que en ambos casos existen precios bajos y altos –cortinas de proceso alrededor de los nueve millones de pesos, las más avanzadas, y perimetrales a partir de tres millones de pesos– la diferencia en costos puede llegar a ser hasta del hasta del 40 % cuando la selección que hace el industrial es incorrecta.
“Todas funciones extras encarecen los equipos, y dado que tanto las empresas que compran como las que ofrecen equipos y servicios de seguridad desconocen los productos, las primeras pagan más por sistemas que no necesitan y las segundas venden lo más costoso o simplemente venden equipos equivocados; por eso es necesario realizar, primero, un análisis de riesgo”.
Controles bimanuales
Se trata de un dispositivo que en algunos casos reemplaza a las cortinas de seguridad y que permite el accionar de una máquina únicamente cuando el operario tiene sus dos manos puestas en ella y la detiene si su complejo sistema detecta la entrada de una sola mano o de cualquier elemento distinto a la mano; de esta forma garantiza que el operario no sufra accidentes por descuidos, especialmente en máquinas despejadas, desprovistas de rejas o tapas de seguridad.
Bordes y topes de seguridad
Se utilizan, principalmente, en los sistemas de carga de pallets y en los sistemas de puertas automáticas de elevación vertical o apertura horizontal, para que, al bajar las puertas y tener los topes, contacto con un cuerpo u objeto, se frenen de forma inmediata.
Tapetes de seguridad
Este dispositivo posee unas galgas extensiométrica o sensores de carga, por cada pulgada cuadrada, que detectan hasta de 30 Kl (peso menor al de un adulto) de manera que al advertir pesos mayores al indicado envía una señal eléctrica a la máquina, genera alarma y realiza un paro de emergencia.
Además de ofrecer la posibilidad de ser ensamblados y configurados, a través de software de programación, de acuerdo las necesidades del usuario, pueden ser habilitados o deshabilitados, en ciertas áreas susceptibles de peligro, según el proceso que se adelante o la máquina que esté en funcionamiento.
“En soldadura robótica, por ejemplo, la celda no se acciona hasta que el operario no salga del área protegida por el tapete, a fin de evitarle daños por chispas”, explica Julián Orlando Díaz. Incluso, conectados a otros aparatos como elevadores o montacargas, puede inhabilitar la función de éstos cuando advierte la presencia de personas en las áreas activas del tapete.
Existe una segunda variedad de tapetes virtuales –altamente versátiles– conocidos como scanner de seguridad, inalámbricos con comunicación vía ethernet que realizan barridos de forma radial a 270 °, que pueden comunicarse con otros tapetes para ampliar su rango, tienen un alcance de hasta 15 metros, son también configurables y cuyos precios superan los catorce millones de pesos.
Regularmente los tapetes son fabricados en acero o en plástico, la elección depende de las condiciones del ambiente de la planta, y el precio que varía según el material y dimensión de la zona a cubrir.
En general, los dispositivos mencionados, una vez conectados a las máquinas y al detectar el peligro –por el peso, por el as de luz interrumpido o por acción mecánica– envían una señal eléctrica que va a un relevo o PLC de seguridad –que administra los equipos de seguridad– y al PLC estándar o de control de la máquina para generar el monitoreo respectivo del paro de emergencia y por tanto, la rutina de control para detención de los demás procesos.
Cuando las máquinas conectadas al dispositivo de seguridad no detienen su operación, o no se detiene el conjunto de equipos implicados en un proceso, es porque el esquema incluye equipos que no son de seguridad –PLC estándar o de control (2)– incapaces de monitorear errores en las entradas y salidas del dispositivo, que son económicos (desde cuatro millones) comparados con los de seguridad (desde siete millones en adelante) pero también, menos fiables.
“Si en un proceso que incluye un equipo para cortar y otro para pegar, el de corte falla y su dispositivo no es de seguridad o no está conectado a un PLC de seguridad, el equipo no alertará para que se detenga el proceso y puede darse el caso de que los demás equipos no solo trabajen en vacío sino que provoquen accidentes. Cuando se genera un paro de emergencia hay que garantizar que todos los equipos que están conectados sean de seguridad, que fallen al lado seguro, que tengan autodiagnóstico”, explica Díaz Rivera.
La instrumentación, los dispositivos y los PLC de seguridad poseen características técnicas especiales en cuanto a su funcionamiento, de allí que al montar, por ejemplo, una barrera categoría 4 a un relevo o PLC estándar, la categoría se elimina en la práctica porque puede no fallar; no en vano el porcentaje de probabilidad de fallo al lado seguro en un equipo de seguridad es de 98% mientras que el de los estándar no llega al 70%.
En la actualidad existen complejos y eficientes PLC modulares que ofrecen la posibilidad –a diferencia de los fijos o estándar que tienen un número de entradas limitadas– de crecer gradualmente en módulos y conectar nuevos equipos o áreas de la planta o de las máquinas, lo que resulta conveniente pues los proyectos de seguridad son flexibles y cambiantes de acuerdo a las necesidades cada empresa.
“Existe una amplia variedad de aplicaciones para ambos mundos –estándar y de seguridad– lo importante es que cuando se haga el análisis de una máquina, el industrial tenga claro qué es control y qué es seguridad de máquina; porque no debe mezclar los dos mundos tratando de ahorrar dinero, es uno de los peores errores y de los más frecuentes”, declara el directivo de Multicontrol.
La necesidad de asegurar seguridad
Es importante indicar que en Colombia el tema de seguridad industrial –que recién comienza a ser punto de interés para empresas y organismos de control por cuestiones independientes de la seguridad misma– presenta serias deficiencias de fondo y forma.
En este sentido, no existe una normativa exclusiva para el tema en mención, la guía técnica más cercana para el propósito de salvaguardar vida y bienes en la industria es la reciente GTC 45 indicada para la implementación de seguridad en máquinas que, por ser solo una guía, no es de aplicación y cumplimiento obligatorio.
Esta puede ser una de las razones por las cuales un alto porcentaje de empresas –especialmente Pymes– no implementen esquemas de seguridad reales; de hecho son las multinacionales las que coherentes con las políticas de sus compañías matrices demandan equipos y aplican cuidadosos programas de protección para sus empleados.
Actualmente, los organismos del control y el gobierno como política para estimular la generación de empleo, la inversión extranjera, la adjudicación de grandes contratos para las compañías nacionales y para mejorar la competitividad, han endurecido las exigencias sobre plantas seguras que deben aplicar las ARL a las empresas; sin embargo, un amplio segmento no cumple las disposiciones mínimas o se ampara en el concepto básico de las ARL para afirmar que cuentan con un plan juicioso de seguridad.
El alto costo de hacerse a equipos de seguridad es también una de las razones que aducen los empresarios para no adquirir tecnología en la materia. Frente a este argumento los proveedores de dispositivos concuerdan en afirmar que la seguridad será “costosa” en la medida que no realicen previamente su análisis de riesgos y caigan en asesorías amañadas que les ofrecen “lo más caro y no lo que necesitan”.
La seguridad, en términos reales, va más allá de los cuatro millones que puede costar un esquema básico pero eficiente, representa la protección del bien más importante de las empresas: su capital humano.
Citas:
Galga extensiométrica: sensor basado en el efecto piezorresistivo que es la propiedad de algunos materiales conductores y semiconductores, cuya resistencia eléctrica cambia cuando se los somete a un esfuerzo o estrés mecánico (tracción o compresión) que los deforma. Dicho cambio es debido a la variación de la distancia interatómica (en el caso de los metales) y a la variación de la concentración de portadores (en el caso de los semiconductores).
Los PLC estándar están diseñados especialmente para control de niveles de llenado, velocidades, conteos y procesos que no revistan peligro alguno.
Fuente:
Julián Orlando Díaz Rivera, Gerente Nacional de Ventas Multicontrol, Automatización Industrial. julian.diaz@multicontrol.com.co
Viviana Barco, Técnico CNC de Aristizábal y Jinete. viviana@ayj.com.co
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