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Timestamp: 2018-08-20 10:05:16+00:00

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Guardas Protectoras (Higiene y Seguridad Industrial).docx
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ESCUELA DE INGENIERÍA EN MANTENIMIENTO MECÁNICO
LA PREVENCION DE FALLAS
Autor: Br. Luis E. Márquez R.
V-25. 747.270
CABUDARE, FEBRERO DE 2016
por ejemplo. tales como dispositivos de mando o alimentación. ya sea el acceso a un área de peligro o movimientos peligrosos en un área peligrosa cuando es posible el acceso.INTRODUCCIÓN Cuando la evaluación de riesgos muestra que una máquina o proceso lleva consigo un riesgo de lesión. PUNTOS DE LAS MAQUINAS QUE NECESITAN PROTECCIÓN Las guardas deben proteger los siguientes puntos de la máquina: A. Los dispositivos y sistemas de paro de emergencia están asociados a los sistemas de control relacionados con la seguridad pero no son sistemas de protección directos. cigüeñales. PUNTO DE OPERACIÓN Es el lugar de la máquina en que el material entra a elaborarse. La manera en la cual se puede obtener esto dependerá de la naturaleza de la máquina y del peligro. estampado. sólo deben ser considerados como medidas de protección complementarias. torneado. ruedas de cadena y transmisiones por fricción. PIEZAS MÓVILES Son accesorios del sistema de transmisión. tomillos prisioneros y otros objetos salientes. Incluye ejes. el peligro debe ser eliminado o contenido. limado. el proceso de corte.rial cambia de una forma a otra. impulsores primarios. cabezales o carros móviles. tapetes de seguridad. fundas y cadenas impulsoras. B. controles con las dos manos e interruptores de habilitación. trenes de engranaje. taladrado. C. . poleas. etc. el mate. fresado. bielas. toda pieza auxiliar de la máquina que produzca movimiento. collarines y acoplamientos. cizallado. Ejemplos típicos de medidas de protección son guardas de enclavamiento. Aquí. Medidas protectoras en combinación con la guarda de protección evitan. reguladores. contravastagos. levas y embragues. TRANSMISION DE ENERGÍA Es la transmisión inicial de la energía del motor a la máquina. llaves. En general. cortinas de luz.
y AS4024. El tamaño de las aberturas debe impedir que el operador esté en peligro. OHSA 1910. con la transmisión.S. ISO 13854. ya que las interacciones químicas con fluidos de corte. las piezas móviles o el punto de operación. 2) contener proyectiles donde sea necesario. y 3) no ocasionar peligros por ejemplo. Se debe tener especial cuidado al momento de elegir el material usado. A.217 (f) (4). de debe fijar una guarda de manera permanente a la maquinaria tal como puede observarse en la Figura 21. movido por la máquina. B.PRINCIPALES TIPOS DE GUARDAS De acuerdo a las características especificas de las máquinas. Entre los más comunes tenemos. las guardas pueden ser de diferentes tipos.1 proporcionan orientación acerca de la distancia apropiada a la cual debe estar una abertura específica del peligro. Estas guardas deben fijarse en la máquina por medio de dispositivos de sujeción. La Tabla O-10 en U. sin necesidad que las manos del trabajador entren en la zona de riesgo COMO PREVENIR EL ACCESO Guardas de aislamiento fijas Si el peligro es en la parte de la maquinaria que no requiere acceso. Las guardas fijas pueden tener aberturas en el área donde la guarda encuentra la maquinaria o aberturas debido al uso de un envolvente de malla metálica. dispuesta de tal modo que protege al trabajador de la máquina de cualquier contacto accidental. GUARDAS DE BARRERA FIJA Es un área estacionaria o fija. con bordes filosos. . Tabla D-1 de ANSI B11. al momento de obtener acceso a esa parte de la máquina. rayos ultra-violetas y el simple envejecimiento ocasionan la degradación de los materiales de las ventanas con el paso del tiempo. Las ventanas son una forma conveniente de monitorear el rendimiento de la máquina. Estos tipos de guarda requieren herramientas para su extracción.19. GUARDAS AUTOMÁTICAS Son dispositivos de avance o alimentado que no necesita los servicios del trabajador. Las guardas fijas deben poder 1) resistir su entorno de operación. Tabla 3 en CSA Z432. Pueden ser de tres tipos: De alimentación semiautomática o mecánica armario de avance.
vapores. el diseñador debe entender que debe usarse un sistema de seguridad completo. un motor). nebulizaciones. por si mismo. Figura 22 muestra el diagrama de bloque de un sistema de seguridad simple. etc.  Tiempo de detención del peligro.COMO DETECTAR EL ACCESO Se pueden utilizar medidas de protección para detectar el acceso a una zona de peligro. y  La contención de proyectiles. Cuando se selecciona la detección como método de reducción de riesgos. fluidos. . revise el estado del sistema de seguridad y encienda y apague los dispositivos de salida. nebulizaciones y otros tipos de peligro. Las guardas móviles seleccionadas de manera apropiada pueden ser enclavadas para brindar protección contra los proyectiles. fluidos. el dispositivo de protección. Figura 22: Diagrama de bloque del sistema de seguridad Dispositivos de detección Hay muchos dispositivos alternativos disponibles para detectar la presencia de una persona ingresando a o en el área de peligro. y 3) un dispositivo de salida que controle el accionador (por ejemplo. Este sistema de seguridad generalmente consiste de tres bloques: 1) Un dispositivo de entrada que detecte el acceso a una zona de peligro. no proporciona la reducción de riesgos necesaria.  Importancia de completar el ciclo de la máquina. y son normalmente utilizadas cuando no es frecuente el acceso al área de peligro.  Frecuencia de acceso. Las guardas de enclavamiento también pueden estar bloqueadas para evitar el acceso mientras la máquina está en el medio del ciclo y cuando la máquina requiere un tiempo largo para detenerse. La mejor opción para una aplicación específica depende de un número de factores. 2) un dispositivo lógico que procese las señales que provienen del dispositivo de detección.
A primera vista estos parecen ser la misma cosa pero a pesar de que están obviamente vinculadas. son en realidad dos funciones separadas. entonces el segundo punto (evitar el encendido) puede no ser logrado. 2 . Estos tipos de dispositivos no proporcionan protección contra proyectiles. . Apagar o desconectar la corriente eléctrica cuando una persona ingresa al área  Prevenir el encendido o la conexión de la corriente eléctrica cuando una persona se encuentra en el área de peligro. La Figura 23 muestra un ejemplo de ingreso de un cuerpo entero con una cortina de luz montada de manera vertical como dispositivo de disparo.La presencia de dispositivos de detección. permiten un acceso fácil y rápido al área de peligro y son normalmente seleccionados cuando los operadores deben acceder al área de peligro con frecuencia. Las puertas de guarda enclavadas pueden también ser consideradas como el único dispositivo de disparo cuando no hay nada que pueda evitar que la puerta se cierre después del ingreso de alguna persona. ya que se sabe que un sistema que sea difícil de usar tiene más posibilidades de ser desmontado o eludido. Para lograr el primer punto necesitaremos utilizar alguna forma de dispositivo de disparo. En general habrá por lo menos dos funciones: 1  . Si la persona puede continuar después de este punto de desconexión y su presencia ya no es detectada. y son normalmente llevadas a cabo por el mismo equipo. u otro tipo de peligro. Todos los aspectos del uso de la máquina deben tenerse en cuenta. La mejor elección de medida de protección es un dispositivo o sistema que provee la protección máxima con el mínimo obstáculo al funcionamiento normal de la máquina. En otras palabras un dispositivo que detecte que una parte de una persona ha traspasado cierto punto y da la señal de desactivar la corriente eléctrica. nebulizaciones. tapetes y escáneres. DISPOSITIVOS DE DETECCIÓN DE PRESENCIA Al momento de decidir cómo proteger una zona o área es importante tener un entendimiento claro de cuáles exactamente son las funciones de seguridad necesarias. fluidos. como cortinas de luz. de peligro.
Los dispositivos de detección de presencia son utilizados para detectar la presencia de personas. Figura 24: Acceso de cuerpo parcial Cortinas de luz de seguridad . por lo cual una persona no podría continuar pasado el punto de disparo. tapetes de seguridad y bordes de seguridad. La única diferencia es el tipo de aplicación. escáneres de áreas de seguridad.Figura 23: Accesos de cuerpo completo El acceso de todo el cuerpo no es posible. como puede observarse en la Figura 24. barreras de seguridad de haz simple. su presencia será siempre detectada y se logrará el segundo punto (evitar el encendido). La familia de dispositivos incluyen cortinas de luz de seguridad. los mismo tipos de dispositivos llevarán a cabo la detección de presencia y el disparo. Para aplicaciones de cuerpo parcial.
Las cortinas de luz de seguridad consisten en una pareja de emisor y receptor que crea una barrera de haces múltiples de luz infrarroja en la parte delantera. También conocidas como AOPDs (dispositivos de protección opto-electrónicos activos) o ESPE (equipo de protección electrosensible). el escán comenzará nuevamente. las cortinas de luz ofrecen una seguridad óptima. Cuando todos los haces han sido revisados. los LEDs en el emisor son pulsados a una frecuencia específica (frecuencia modulada). El emisor está sincronizado con el receptor por medio de un haz fotoeléctrico más cerca de un extremo del envolvente. de un área peligrosa. con cada LED pulsado secuencialmente para que un emisor solo pueda afectar al receptor específico asociado a el. Para eliminar la sensibilidad a disparos falsos atribuidos a la luz ambiental e interferencia (comunicación cruzada) de otros dispositivos optoeléctricos. Un ejemplo de un sistema de cortina de luz básica puede observarse en la Figura: Figura 25: Sistema de seguridad de cortina de luz básico Resolución . además permiten mayor productividad y son la solución ergonómica más adecuada si se la compara con las guardas mecánicas.Las cortinas de luz de seguridad son simplemente descritas como sensores fotoeléctricos de presencia especialmente diseñados para proteger al personal contra lesiones relacionadas al movimiento peligroso de la máquina. Son ideales para aplicaciones en las que el personal necesita acceder fácilmente y con frecuencia a un punto de operación que presenta algún tipo de peligro. o alrededor.
la interrupción de la cortina de luz inicia un comando de detención hacia el peligro. el operador estará protegido porque alguna parte de su cuerpo está bloqueando la cortina de luz y evitando el reinicio de la máquina. La resolución es uno de los factores que determinan cuan cerca del peligro puede ubicarse la cortina de luz. Las guardas fijas o protección adicional deben evitar que el operador esté sobre. y 50 mm.Uno de los criterios más importante para la cortina de luz es su resolución. Los valores más grandes son utilizados para la detección del cuerpo entero. Mientras se siga accediendo. Las cortinas de luz deben ser colocadas a una distancia tal que evite que el usuario llegue al peligro antes de que el peligro se detenga. Normalmente las resoluciones utilizadas son de 14 mm. normalmente utilizado para la detección de tobillos. La resolución es el tamaño máximo teórico que un objeto puede tener para poder disparar la cortina de luz en cualquier momento. que es normalmente utilizado para la detección de dedos. debajo o cerca de la cortina de luz. . La Figura 27 muestra un ejemplo de una aplicación vertical. 30 mm. En aplicaciones de aproximación. cargando o descargando partes por ejemplo. Aplicaciones verticales: Las cortinas de luz son a menudo más usadas en aplicaciones de montaje vertical. normalmente utilizado para la detección de mano.
Figura 28: Cortinas de luz en cascada Supresión de haz fija La supresión permite que algunas porciones del campo de detección de la cortina de luz sean inhabilitadas para aceptar los objetos típicamente asociados con este proceso. Estos objetos deben ser ignorados por la cortina de luz. mientras ésta aún proporcione la . La desventaja es que el tiempo de respuesta de las cortinas de luz en cascada se ve incrementado a medida que se tiene que revisar una mayor cantidad de haces durante cada escán de la cortina de luz en cascada.Figura 27: Aplicación vertical En cascada La cascada es una técnica para conectar un conjunto de cortinas de luz directamente con otro conjunto de cortinas de luz tal como se puede observar en la Figura 28. Un conjunto actúa como anfitrión. Este enfoque ahorra los costos de cableado y de los terminales de entrada en el dispositivo lógico. Una tercera cortina de luz puede ser agregada como segundo dispositivo. y el otro conjunto actúa como secundario.
penetre en el campo de detección en cualquier momento sin parar la máquina.detección del operador. El montaje del hardware. El número de haces que pueden ser suprimidos depende de la resolución. sería un buen ejemplo. una señal de paro es enviada a la máquina. o “flotan” según sea necesario. inhabilitando hasta dos haces de luz en cualquier lugar dentro del campo de detección. Figura 29: La cortina de luz es suprimida donde está fijado el transportador Supresión flotante La supresión flotante permite que un objeto. los haces suprimidos se mueven hacia arriba y hacia abajo. Los haces pueden ser bloqueados en cualquier lugar en el campo de detección excepto el haz de sincronización sin que el sistema envíe una señal de paro a la maquinaria protegida. la chapa de metal se dobla y . Dos haces pueden ser suprimidos con una resolución de 14 mm. En lugar de crear una ventana fija. o transportador se encuentran en la porción de supresión de la cortina de luz. Esto se logra. Esta restricción mantiene una apertura más pequeña para evitar que el operador pase sobre los haces suprimidos. herramientas. como puede observarse en la Figura 30. Conocida como supresión fija monitoreada. esta función requiere que el objeto esté en un área específica en todo momento. Una freno de prensa. mientras que solo un haz puede ser suprimido cuando se utiliza una resolución de 30 mm. A medida que el ariete se mueve hacia abajo. las partes de la máquina. La Figura 29 muestra un ejemplo donde el objeto está inmóvil. Si alguno de los haces programados como “suprimidos” no son bloqueados por los accesorios o piezas de trabajo. tal como un material de alimentación.
. Debido a que la supresión incrementa el tamaño mínimo del objeto que puede ser detectado. la distancia de seguridad mínima también deberá ser mayor basado en la fórmula para calcular la distancia de seguridad mínima. se deberán considerar precauciones adicionales. el diseñador puede encontrar que el operador de la máquina puede entrar en el espacio entre la cortina de luz y el peligro.). Estos pueden ser dos conjuntos de cortinas independientes o una pareja de cortinas de luz en cascada. rompiendo solo uno o dos haces contiguos a la vez.se desplaza por la cortina de luz. Aplicaciones horizontales Una vez calculada la distancia de seguridad. Otra alternativa es la de montar una cortina de luz más larga sobre un ángulo de la máquina. la distancia de seguridad (distancia mínima a la que la cortina de luz puede estar del peligro de modo que un operador no pueda llegar a la zona de peligro antes de que se detenga la máquina) se ve afectada. Una solución es montar una segunda cortina de luz en posición horizontal. flotante o fija. Figura 30: Supresión flotante Cuando se utiliza la supresión. Si este espacio excede los 300 mm (12 pulg.
se deberá utilizar una función de reposo manual. Figura 31: Soluciones alternativas para el espacio entre la cortina de luz y el peligro Para distancias de seguridad más amplias o para la detección del área. las cortinas de luz pueden ser montadas de manera horizontal. tal como se puede observar en la Figura 32. En cualquier caso. La resolución de la cortina debe seleccionarse para.Estas alternativas pueden observarse en la Figura 31. Las cortinas de luz no deben montarse muy cerca del piso para evitar que se ensucien. El botón de restablecimiento debe estar ubicado fuera de la celda con una vista completa de la misma. las cortinas de luz deben ser colocadas a una distancia segura de la zona del peligro.) sobre el suelo es lo que normalmente se utiliza. Además. Si la cortina de luz no protege la celda entera. por lo menos. Una distancia de 300 mm (12 pulg. detectar el tobillo de una persona. las cortinas de luz no deben ser utilizadas como medio para obtener acceso. ni muy altas para permitir que alguien pueda pasar por debajo de la cortina de luz. . No se utiliza una resolución mayor a 50 mm para la detección de un tobillo.
y el haz más alto debe evitar que una persona simplemente pase por encima de la cortina de luz. Normalmente se utilizan cortinas de luz de múltiples haces. En cualquiera de los casos. el haz más bajo debe estar a 300 mm (12 pulg. Las cortinas de luz utilizadas para detectar el perímetro de acceso tiene resoluciones que detectan cuerpos completos. como puede observarse en la Figura 33. de dos o tres haces o de un dispositivo de haz simple que es reflejado sobre los espejos para crear un patrón de haces dual. Esto puede ser logrado de un par de maneras diferentes. La distancia que la cortina de luz puede cubrir se ve reducida debido a las pérdidas en los reflejos de los espejos. El alineamiento de la cortina de luz es más difícil y usualmente se necesita una herramienta visible de alineamiento de láser.) sobre el piso.Figura 32: Aplicación horizontal de una cortina de luz Control de perímetro o de área de acceso El control del perímetro de acceso es normalmente utilizado para detectar el acceso a lo largo del borde exterior del área de peligro. Los espejos pueden utilizarse para desviar el haz de luz alrededor de la celda. .
Figura 34: Dispositivos de haz simple para una aplicación de bajo riesgo . El alineamiento de la cortina de luz es más difícil y usualmente se necesita de una herramienta visible de alineamiento de láser. La distancia que la cortina de luz puede cubrir se ve reducida debido a las pérdidas en los reflejos de los espejos.Figura 33: Los espejos crean el perímetro Los espejos se pueden usar para desviar el haz de luz alrededor de la celda.
Debido a que solo puede haber una configuración de haz simple o dual. Los escáneres más nuevos adoptan los mismos principios que las cortinas de luz y proporcionan salidas OSSD con revisión cruzada. En la Figura 36. monitoreo de dispositivo externo y enclavamiento de reinicio para uso autónomo. . el escáner de láser permite que el operador tenga acceso a uno de los lados (mostrado como envolvente 1) mientras el robot está ocupado en el otro lado (envolvente 2). Esto permite que un dispositivo de haz de luz simple pueda crear una barrera protectora alrededor de las máquinas peligrosas. Una ventaja del escáner láser sobre las cortinas de luz o los tapetes es la habilidad para re configurar el área. este enfoque se limita a las aplicaciones de bajo riesgo.Algunos dispositivos de haz simple tienen distancias de detección extensivas (hasta 275 pies). Las salidas OSSD también pueden ser conectadas a dispositivos lógicos cuando es necesario como parte de un sistema más grande. Escáneres más viejos tienen salidas electromecánicas. Figura 35: Campo de advertencia configurado alrededor de objetos estructurales Los desarrollos en la tecnología del escáner de láser permiten que un escáner simple cubra zonas múltiples. La Figura 35 muestra un ejemplo del campo de advertencia configurado para ignorar los objetos estructurales.
Cuando el orden es importante. Muting está permitido durante el ciclo de la porción de la máquina que no es peligrosa o que no debe exponer a una persona al peligro. En tal caso.Figura 36: Aplicación MultiZone del escáner de láser Muting Muting se caracteriza como la suspensión temporaria. es necesaria la función de muting. el proceso requiere que la máquina se detenga cuando el personal entra al área. Los sensores están configurados en un patrón X. pero sigue en funcionamiento cuando un material de alimentación inmediata ingresa. Se utilizan sensores para iniciar la función de muting. Algunas veces. el patrón X puede ser simétrico. número y ubicación de los sensores de muting se deben seleccionar de acuerdo a los requisitos de seguridad determinados por la evaluación de riesgos. automática de una función de seguridad. . La Figura 37 muestra una configuración de muting del manejo de materiales del transportador utilizando dos sensores. Los sensores pueden estar clasificados como seguros o como no seguros. Los tipos. Algunas unidades lógicas requieren un orden específico en el cual se bloquean los sensores. Para aquellas unidades lógicas que utilizan las entradas del sensor como parejas. el patrón X debe ser asimétrico.
Se pueden utilizar además. tales como los sensores inductivos y los interruptores de final de carrera. otras tecnologías de sensores. .Los foto sensores retrorreflexivos. Figura 37: Transportador 2 Sensor de muting Otro enfoque comúnmente aplicado es utilizar cuatro sensores. Se montan dos sensores en el lado del peligro y dos en el lado no peligroso. Los sensores miran directamente en dirección del transportador. o causando disparos indeseados. La forma y la posición del objeto es menos importante en este enfoque. El largo del objeto es importante ya que el objeto debe bloquear los cuatro sensores. polarizados son normalmente utilizados para evitar el inicio falaz de la función de muting causado por reflexiones falsas. tal como puede observarse en la Figura 38.
la carretilla elevadora debe ser detectada por sensores. Tal como puede observarse en la Figura 40. indica la posición del robot. ubicados en la base del robot. Figura 39: Carretilla elevadora 2 Sensor de muting El acceso a las celdas robóticas también se realiza por medio del muting.Figura 38: Transportador 4 Sensor de muting Una aplicación común es que una carretilla elevadora ingrese al transportador. Se aplica muting a los dispositivos de protección (las . Para el muting de la cortina de luz. El desafío es ubicar los sensores de manera tal que puedan detectar la carretilla elevadora y no una persona. La Figura 39 muestra un ejemplo de esta aplicación. los interruptores de final de carrera.
IMPORTANCIA DE LA PROTECCIÓN DE MAQUINAS Las investigaciones en Seguridad Industrial demuestran que.  Proteger al trabajador y al personal de la planta. . fatiga. “zapateo” de una sierra circular. La importancia de proteger la maquinaria por medio del uso de guardas es para:  Eliminar la fuente principal de accidentes por efecto de las máquinas.  Disminuir el Índice de alta gravedad causado por la maquinaria. entre el 10% al 15% de todas las lesiones en accidentes de trabajo. Trabajo en proceso (rebabas producidas por una máquina herramienta. Esto indica que la maquinaria es la fuente principal de accidentes que puedan ocurrir por: Contacto directo con las partes móviles.  Falla humana (curiosidad. distracción y temeridad). La protección de la maquinaria. e*c. intervienen máquinas u otros equipos Impulsados por energía eléctrica o mecánica.  Impedir la pérdida de la producción. se hace mediante dispositivos que se denominan guardas.)  Falla mecánica o eléctrica. proyección de partículas o piezas rotas.cortinas de luz y tapetes de seguridad) cuando el robot no está en una posición peligrosa.
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