Este artículo analiza situaciones y cadenas de eventos que conducen a accidentes atribuibles al contacto con la parte móvil de las máquinas. Las personas que operan y mantienen maquinaria corren el riesgo de verse involucradas en accidentes graves. Las estadísticas estadounidenses sugieren que 18,000 amputaciones y más de 800 muertes en los Estados Unidos cada año se pueden atribuir a tales causas. Según el Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional de EE. UU. (NIOSH), la categoría de lesiones "atrapado en, debajo o entre" en su clasificación ocupó el primer lugar entre los tipos más importantes de lesiones ocupacionales en 1979. Tales lesiones generalmente involucran máquinas ( Etherton y Myers 1990). El “contacto con la parte móvil de la máquina” se ha informado como el principal evento de lesión en poco más del 10% de los accidentes laborales desde que esta categoría se introdujo en las estadísticas suecas de lesiones laborales en 1979.
La mayoría de las máquinas tienen partes móviles que pueden causar lesiones. Tales partes móviles se pueden encontrar en el punto de operación donde se realiza el trabajo en el material, como donde se lleva a cabo el corte, la conformación, el taladrado o la deformación. Se pueden encontrar en los aparatos que transmiten energía a las partes de la máquina que realizan el trabajo, como volantes, poleas, bielas, acopladores, levas, husillos, cadenas, manivelas y engranajes. Pueden encontrarse en otras partes móviles de la máquina, como ruedas de equipos móviles, motores de engranajes, bombas, compresores, etc. Los movimientos peligrosos de las máquinas también se pueden encontrar entre otros tipos de maquinaria, especialmente en los equipos auxiliares que manipulan y transportan cargas tales como piezas de trabajo, materiales, desechos o herramientas.
Todas las partes de una máquina que se mueven en el curso de la ejecución del trabajo pueden contribuir a accidentes que causen lesiones y daños. Tanto los movimientos rotatorios como los lineales de las máquinas, así como sus fuentes de energía, pueden ser peligrosos:
Movimiento giratorio. Incluso los ejes giratorios suaves pueden agarrar una prenda de ropa y, por ejemplo, llevar el brazo de una persona a una posición peligrosa. El peligro en un eje giratorio aumenta si tiene partes salientes o superficies irregulares o afiladas, como tornillos de ajuste, pernos, hendiduras, muescas o bordes cortantes. Las piezas giratorias de la máquina dan lugar a “puntos de presión” de tres maneras diferentes:
- Están los puntos entre dos piezas giratorias que giran en direcciones opuestas y tienen ejes paralelos, como engranajes o ruedas dentadas, rodillos de carro o mangles.
- Están los puntos de contacto entre las partes giratorias y las partes en movimiento lineal, como las que se encuentran entre una correa de transmisión de potencia y su polea, una cadena y una rueda dentada, o una cremallera y un piñón.
- Los movimientos giratorios de la máquina pueden dar lugar al riesgo de cortes y lesiones por aplastamiento cuando tienen lugar muy cerca de objetos estacionarios; este tipo de condición existe entre un transportador de tornillo sinfín y su carcasa, entre los radios de una rueda y la bancada de la máquina, o entre una muela abrasiva y una plantilla de herramienta.
Movimientos lineales. El movimiento vertical, horizontal y alternativo puede causar lesiones de varias maneras: una persona puede recibir un empujón o un golpe de una parte de la máquina, y puede quedar atrapada entre la parte de la máquina y algún otro objeto, o puede cortarse con un borde afilado o sufrir una lesión por pellizco al quedar atrapado entre la parte móvil y otro objeto (figura 1).
Figura 1. Ejemplos de movimientos mecánicos que pueden lesionar a una persona
Fuentes de energía. Con frecuencia, se emplean fuentes externas de energía para hacer funcionar una máquina que puede implicar cantidades considerables de energía. Estos incluyen sistemas de energía eléctrica, de vapor, hidráulicos, neumáticos y mecánicos, todos los cuales, si se liberan o no se controlan, pueden provocar lesiones o daños graves. Un estudio de accidentes que ocurrieron durante un año (1987 a 1988) entre granjeros en nueve aldeas en el norte de la India mostró que las máquinas cortadoras de forraje, todas con el mismo diseño, son más peligrosas cuando están impulsadas por un motor o un tractor. La frecuencia relativa de accidentes con más de una lesión menor (por máquina) fue de 5.1 por mil para cortadoras manuales y de 8.6 por mil para cortadoras eléctricas (Mohan y Patel 1992).
Lesiones asociadas con movimientos de máquinas
Dado que las fuerzas asociadas con los movimientos de la máquina suelen ser bastante grandes, se puede suponer que las lesiones que provocan serán graves. Esta presunción es confirmada por varias fuentes. Según las estadísticas británicas (HSE 5), el “contacto con maquinaria en movimiento o material que se está mecanizando” representó solo el 10% de todos los accidentes laborales, pero hasta el 1989% de los accidentes mortales y graves (fracturas, amputaciones, etc.). Los estudios de dos lugares de trabajo de fabricación de vehículos en Suecia apuntan en la misma dirección. Los accidentes causados por movimientos de máquinas dieron lugar al doble de días de baja por enfermedad, medidos en valores medianos, en comparación con los accidentes no relacionados con máquinas. Los accidentes relacionados con máquinas también diferían de otros accidentes con respecto a la parte del cuerpo lesionada: los resultados indicaron que el 80 % de las lesiones sufridas en accidentes con “máquinas” fueron en manos y dedos, mientras que la proporción correspondiente para “otros” accidentes fue 40% (Backström y Döös 1995).
La situación de riesgo en las instalaciones automatizadas ha resultado ser diferente (en términos de tipo de accidente, secuencia de eventos y grado de gravedad de las lesiones) y más complicada (tanto en términos técnicos como en cuanto a la necesidad de habilidades especializadas) que en instalaciones donde se utilice maquinaria convencional. El termino soluciones en este documento se refiere a equipos que, sin la intervención directa de un ser humano, pueden iniciar el movimiento de una máquina o cambiar su dirección o función. Tal equipo requiere dispositivos sensores (p. ej., sensores de posición o microinterruptores) y/o alguna forma de controles secuenciales (p. ej., un programa de computadora) para dirigir y monitorear sus actividades. Durante las últimas décadas, una controlador lógico programable (PLC) se ha empleado cada vez más como unidad de control en los sistemas de producción. Las computadoras pequeñas son ahora los medios más comunes utilizados para controlar los equipos de producción en el mundo industrializado, mientras que otros medios de control, como las unidades electromecánicas, son cada vez menos comunes. En la industria manufacturera sueca, el uso de máquinas de control numérico (NC) aumentó entre un 11 y un 12 % por año durante la década de 1980 (Hörte y Lindberg 1989). En la producción industrial moderna, ser lesionado por “partes móviles de máquinas” es cada vez más equivalente a ser lesionado por “movimientos de máquinas controlados por computadora”.
Las instalaciones automatizadas se encuentran en cada vez más sectores de la industria y tienen un número cada vez mayor de funciones. La gestión de tiendas, la manipulación de materiales, el procesamiento, el montaje y el embalaje se están automatizando. La producción en serie ha llegado a parecerse a la producción por procesos. Si se mecanizan la alimentación, el mecanizado y la expulsión de las piezas de trabajo, el operador ya no necesita estar en la zona de riesgo durante el curso de una producción normal y sin interrupciones. Los estudios de investigación de la fabricación automatizada han demostrado que los accidentes ocurren principalmente en el manejo de perturbaciones que afectan la producción. Sin embargo, las personas también pueden interferir con los movimientos de la máquina al realizar otras tareas, como la limpieza, el ajuste, el reinicio, el control y la reparación.
Cuando la producción está automatizada y el proceso ya no está bajo el control directo del ser humano, aumenta el riesgo de movimientos inesperados de la máquina. La mayoría de los operadores que trabajan con grupos o líneas de máquinas interconectadas han experimentado este tipo de movimientos inesperados de la máquina. Muchos accidentes de automatización ocurren como resultado de tales movimientos. Un accidente de automatización es un accidente en el que el equipo automático controla (o debería haber controlado) la energía que da lugar a la lesión. Esto significa que la fuerza que daña a la persona proviene de la propia máquina (por ejemplo, la energía del movimiento de una máquina). En un estudio de 177 accidentes de automatización en Suecia, se encontró que la lesión fue causada por el “arranque inesperado” de una parte de una máquina en el 84% de los casos (Backström y Harms-Ringdahl 1984). En la figura 2 se muestra un ejemplo típico de una lesión causada por el movimiento de una máquina controlada por computadora.
Figura 2. Un ejemplo típico de una lesión causada por el movimiento de una máquina controlada por computadora
Uno de los estudios mencionados anteriormente (Backström y Döös 1995) mostró que los movimientos de máquinas controlados automáticamente estaban causalmente relacionados con períodos más prolongados de baja por enfermedad que las lesiones debidas a otros tipos de movimientos de máquinas, siendo el valor medio cuatro veces mayor en uno de los lugares de trabajo. . El patrón de lesiones de los accidentes de automatización fue similar al de otros accidentes de máquinas (principalmente en manos y dedos), pero la tendencia fue que el primer tipo de lesiones fuera más grave (amputaciones, aplastamientos y fracturas).
El control por computadora, como el manual, tiene debilidades desde la perspectiva de la confiabilidad. No hay garantía de que un programa de computadora funcione sin errores. Los componentes electrónicos, con sus bajos niveles de señal, pueden ser sensibles a las interferencias si no se protegen adecuadamente, y no siempre es posible predecir las consecuencias de las fallas resultantes. Además, los cambios de programación a menudo se dejan sin documentar. Un método que se utiliza para compensar esta debilidad es, por ejemplo, operar sistemas “dobles” en los que hay dos cadenas independientes de componentes funcionales y un método de seguimiento de modo que ambas cadenas muestren el mismo valor. Si los sistemas muestran valores diferentes, esto indica una falla en uno de ellos. Pero existe la posibilidad de que ambas cadenas de componentes sufran la misma falla y que ambos puedan quedar fuera de servicio por la misma perturbación, dando así una lectura falsa positiva (como ambos sistemas están de acuerdo). Sin embargo, sólo en algunos de los casos investigados se ha podido atribuir un accidente a un fallo informático (ver más abajo), a pesar de que es habitual que un único ordenador controle todas las funciones de una instalación (incluso la parada de una máquina como resultado de la activación de un dispositivo de seguridad). Como alternativa, se puede considerar la posibilidad de proporcionar un sistema probado con componentes electromecánicos para funciones de seguridad.
Problemas técnicos
En general, se puede decir que un mismo accidente tiene muchas causas, entre ellas técnicas, individuales, ambientales y organizacionales. Para fines preventivos, es mejor considerar un accidente no como un evento aislado, sino como un secuencia de eventos o un proceso (Backström 1996). En el caso de los accidentes de automatización, se ha demostrado que los problemas técnicos son frecuentemente parte de esa secuencia y ocurren en una de las primeras etapas del proceso o cerca del evento de lesión del accidente. Los estudios en los que se han examinado los problemas técnicos involucrados en los accidentes de automatización sugieren que estos se encuentran detrás del 75 al 85% de los accidentes. Al mismo tiempo, en cualquier caso concreto, suelen existir otras causas, como las de carácter organizativo. Solo en una décima parte de los casos se ha encontrado que la fuente directa de energía que da lugar a una lesión podría atribuirse a una falla técnica, por ejemplo, el movimiento de una máquina a pesar de que la máquina está en la posición de parada. Cifras similares han sido reportadas en otros estudios. Por lo general, un problema técnico generaba problemas con el equipo, por lo que el operador tenía que cambiar de tareas (p. ej., para volver a colocar una pieza que estaba en una posición torcida). El accidente ocurrió entonces durante la ejecución de la tarea, provocado por la falla técnica. Una cuarta parte de los accidentes de automatización fueron precedidos por una perturbación en el flujo de materiales, como que una pieza se atascara o quedara en una posición torcida o defectuosa (consulte la figura 3).
Figura 3. Tipos de problemas técnicos involucrados en accidentes de automatización (número de accidentes = 127)
En un estudio de 127 accidentes relacionados con la automatización, 28 de estos accidentes, descritos en la figura 4, se investigaron más a fondo para determinar los tipos de problemas técnicos que estaban involucrados como factores causales (Backström y Döös, en prensa). Los problemas especificados en las investigaciones de accidentes fueron causados con mayor frecuencia por componentes atascados, defectuosos o desgastados. En dos casos, un problema fue causado por un error en el programa de la computadora y en uno por una interferencia electromagnética. En más de la mitad de los casos (17 de 28), las fallas habían estado presentes durante algún tiempo pero no se subsanaron. Solo en 5 de los 28 casos en los que se aludió a una falla técnica o desviación, el defecto no se manifestó anteriormente. Algunas fallas habían sido reparadas solo para reaparecer más tarde. Ciertos defectos estaban presentes desde el momento de la instalación, mientras que otros se debían al desgaste y al impacto ambiental.
La proporción de accidentes de automatización que se producen en el curso de la corrección de una perturbación en la producción asciende a entre un tercio y dos tercios de todos los casos, según la mayoría de los estudios. En otras palabras, existe un acuerdo general en que el manejo de las perturbaciones en la producción es una tarea ocupacional peligrosa. La variación en la medida en que ocurren tales accidentes tiene muchas explicaciones, entre ellas las relacionadas con el tipo de producción y con la clasificación de las tareas ocupacionales. En algunos estudios de perturbaciones, solo se han considerado problemas y paradas de máquinas en el curso de la producción regular; en otros, se ha tratado una gama más amplia de problemas, por ejemplo, los relacionados con la instalación del trabajo.
Una medida muy importante en la prevención de accidentes de automatización es preparar procedimientos para eliminar las causas de las perturbaciones en la producción para que no se repitan. En un estudio especializado de las perturbaciones de producción en el momento del accidente (Döös y Backström 1994), se encontró que la tarea más común a la que daban lugar las perturbaciones era la liberación o la corrección de la posición de una pieza de trabajo que se había atascado o mal colocado. metido. Este tipo de problema inició una de dos secuencias de eventos bastante similares: (1) la pieza se liberó y volvió a su posición correcta, la máquina recibió una señal automática para arrancar y la persona resultó lesionada por el movimiento de la máquina iniciado, (2 ) no hubo tiempo para liberar o reposicionar la pieza antes de que la persona resultara lesionada por un movimiento de la máquina que se produjo de forma inesperada, más rápida o con mayor fuerza de la esperada por el operador. Otro manejo de perturbaciones implicó generar un impulso de sensor, liberar una parte de la máquina atascada, llevar a cabo tipos simples de rastreo de fallas y organizar el reinicio (consulte la figura 4).
Figura 4. Tipo de manejo de perturbaciones en el momento del accidente (número de accidentes =76)
Seguridad del trabajador
Las categorías de personal que tienden a lesionarse en accidentes de automatización dependen de cómo se organiza el trabajo, es decir, en qué grupo ocupacional realiza las tareas peligrosas. En la práctica, se trata de una cuestión de qué persona en el lugar de trabajo se asigna para hacer frente a los problemas y perturbaciones de forma rutinaria. En la industria sueca moderna, normalmente se exigen intervenciones activas de las personas que manejan la máquina. Esta es la razón por la cual, en el estudio del lugar de trabajo de fabricación de vehículos en Suecia mencionado anteriormente (Backström y Döös, aceptado para publicación), se encontró que el 82% de las personas que sufrieron lesiones por máquinas automatizadas eran trabajadores u operadores de producción. Los operadores también tuvieron una frecuencia relativa de accidentes más alta (15 accidentes de automatización por 1,000 operadores por año) que los trabajadores de mantenimiento (6 por 1,000). Los resultados de los estudios que indican que los trabajadores de mantenimiento se ven más afectados se explican, al menos en parte, por el hecho de que en algunas empresas no se permite a los operadores entrar en las áreas de mecanizado. En organizaciones con un tipo diferente de distribución de tareas, otras categorías de personal, por ejemplo, se les puede asignar la tarea de resolver cualquier problema de producción que surja.
La medida correctiva más común que se toma en este sentido para elevar el nivel de seguridad personal es proteger a la persona de los movimientos peligrosos de la máquina mediante el uso de algún tipo de dispositivo de seguridad, como la protección de la máquina. El principio principal aquí es el de la seguridad “pasiva”, es decir, la provisión de protección que no requiere acción por parte del trabajador. Sin embargo, es imposible juzgar la eficacia de los dispositivos de protección sin un muy buen conocimiento de los requisitos de trabajo reales en la máquina en cuestión, una forma de conocimiento que normalmente sólo poseen los propios operadores de la máquina.
Hay muchos factores que pueden poner fuera de servicio incluso lo que aparentemente es una buena protección de la máquina. Para realizar su trabajo, es posible que los operadores deban desactivar o eludir un dispositivo de seguridad. En un estudio (Döös y Backström 1993), se encontró que dicha desvinculación o elusión había tenido lugar en 12 de 75 de los accidentes de automatización cubiertos. A menudo se trata de que el operador sea ambicioso y ya no esté dispuesto a aceptar los problemas de producción o el retraso en el proceso de producción que implica corregir las perturbaciones de acuerdo con las instrucciones. Una forma de evitar este problema es hacer que el dispositivo de protección sea imperceptible, para que no afecte el ritmo de producción, la calidad del producto o el desempeño de la tarea. Pero esto no siempre es posible; y donde hay perturbaciones repetidas en la producción, incluso los inconvenientes menores pueden incitar a las personas a no utilizar los dispositivos de seguridad. Nuevamente, las rutinas deben estar disponibles para eliminar las causas de las perturbaciones en la producción para que no se repitan. La falta de medios para confirmar que los dispositivos de seguridad realmente funcionan de acuerdo con las especificaciones es otro factor de riesgo significativo. Las conexiones defectuosas, las señales de arranque que permanecen en el sistema y luego dan lugar a arranques inesperados, la acumulación de presión de aire y los sensores que se han soltado pueden causar fallas en el equipo de protección.
Resumen
Como se ha mostrado, las soluciones técnicas a los problemas pueden dar lugar a nuevos problemas. Aunque las lesiones son causadas por los movimientos de las máquinas, que son esencialmente de naturaleza técnica, esto no significa automáticamente que el potencial para su erradicación resida en factores puramente técnicos. Los sistemas técnicos seguirán funcionando mal, y las personas no podrán manejar las situaciones a las que dan lugar estos fallos. Los riesgos seguirán existiendo y sólo pueden controlarse mediante una amplia variedad de medios. La legislación y el control, las medidas organizativas en las empresas individuales (en forma de capacitación, rondas de seguridad, análisis de riesgos y el informe de perturbaciones y cuasi accidentes) y un énfasis en mejoras constantes y continuas son necesarios como complementos al desarrollo puramente técnico.