¿Cómo diseñar una máquina segura con éxito?

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PILZ nos explica los aspectos a tener en cuenta a la hora de diseñar la seguridad de una máquina automatizada

¿Cómo diseñar una máquina segura con éxito?

La seguridad de los operarios en los actuales centros productivos altamente automatizados, además de un requisito legal, es una inversión. En primer lugar, no hay ninguna persona que elija trabajar expuesto a peligros si puede hacerlo en otra compañía de forma segura, con el coste derivado por la rotación de personal. Además, la falta de seguridad tiene una relación directa de causa-efecto con los tiempos de parada no deseados, acarreando pérdidas de producción. Así, no deja de ser revelador que aquellas compañías que más invierten en protección para las personas y los equipos, son aquellas que lideran los índices de productividad.

Por estos motivos, entre otros, para Pilz seguridad es igual a inversión y distinto a coste. Todo el proceso empieza con el objetivo de cualquier fabricante que desee comercializar una máquina de alto rendimiento y calidad. Para que esta misión se realice con garantías, la máquina debe cumplir con los requisitos de protección y salud exigidos por las diferentes directivas aplicables.

De forma complementaria, las elevadas tasas de automatización de la maquinaria moderna hacen muy arriesgado seguir con la “tradicional” práctica de realizar el diseño de seguridad al final del proyecto, una vez prácticamente la totalidad de la máquina ya ha sido ideada. En cambio, en términos económicos resulta mucho más efectivo pensar en este aspecto y sus componentes relacionados desde el inicio, como activos participantes de la calidad final de la máquina.

Con este objetivo, en todo diseño de seguridad se realizan una serie de pasos que eliminan o reducen los riesgos para el operario en el lugar de trabajo. Estos son los que aplicamos en Pilz en relación con las normas armonizadas:

Evaluación de riegos

En primer lugar, es necesaria una evaluación de riesgos, que detecte todos los peligros existentes y/o generados por la máquina durante todas las fases de su vida útil (es decir, desde su montaje hasta su desmontaje una vez terminado su período de actividad). Para ello, existe una norma armonizada que detalla los pasos a realizar para cumplir con este punto. Entre ellos encontramos:

• Plantear la máquina como intrínsecamente segura mediante su diseño inicial.
• Proteger los peligros que no se puedan eliminar en el paso anterior.
• Informar y advertir sobre los riesgos residuales que no se han podido proteger totalmente.
• Definir y establecer los procedimientos de trabajo, así como formar e informar al personal.

Durante la evaluación de riesgos, además, se determinan diversos aspectos relacionados, como son las normas aplicables a la máquina objeto de estudio y sus límites físicos y de operación.

Concepto de seguridad

Tras completar la evaluación de riesgos, en segundo lugar, entra en juego el concepto de seguridad, a través del cual se definen las soluciones técnicas a aplicar para eliminar o reducir los riesgos detectados, de la forma más inteligente y económica posible. En este sentido, la instalación de dispositivos de protección no debe estar reñida con la productividad; por lo tanto, es vital determinar las medidas correctoras que mejor se adapten con el funcionamiento eficiente y de alta disponibilidad de las máquinas.

Para alcanzar esta meta, se parte siempre de los resultados de la evaluación de riesgos. Gracias a este estudio previo, se plantean soluciones que garantizan seguridad y salud, de acuerdo con las normas aplicables y según el último estado del arte de la técnica de control y sensórica de seguridad.

Una parte importante de esta etapa debe ser la definición de las prestaciones requeridas y las características de las distintas funciones de seguridad de la máquina, de acuerdo a las normas aplicables (por ejemplo, las importantes EN ISO 13849-1 y EN 62061).

Diseño de seguridad

En tercer lugar, partiendo del concepto de seguridad, se diseñan las medidas correctoras propuestas en la fase anterior que mejor se adapten a la máquina. El objetivo será siempre conseguir una reducción suficiente de los riesgos o la eliminación de los peligros mediante el estudio detallado de las soluciones de protección necesarias.

Para conseguirlo, se realiza un proyecto detallado con el objetivo de evitar costes innecesarios, aumentar la disponibilidad y reducir al mínimo el diseño de los tiempos de parada en los procesos de mantenimiento. En resumen, se trata de que la protección aporte soluciones para el éxito del diseño de la máquina.

También formaría parte de esta etapa de diseño la selección de los componentes y la posterior verificación de los niveles de prestaciones de las funciones de seguridad (PL o SIL según la norma aplicada). Para esta verificación existen diferentes herramientas de cálculo, como pueden ser SISTEMA de IFA o PAScal de Pilz.

Integración

Tras el diseño de las medidas correctoras, éstas se deben integrar en la máquina o en el conjunto de máquinas de una instalación. Por ello la planificación, la calidad de los trabajos y la experiencia son factores clave para reducir los tiempos de integración. Esta fase comporta:
• La gestión del proyecto.
• La selección y adquisición de componentes e implementación de soluciones.
• La configuración de controles y la elaboración de HMI (si se requieren).
• La modificación del sistema eléctrico de las máquinas e instalaciones.
• El montaje a medida de protecciones mecánicas y componentes neumáticos y/o hidráulicos.
• El montaje de armarios de control y/o distribución.
• La puesta en marcha y la formación a operadores de máquina y personal de mantenimiento.
• La elaboración de la documentación correspondiente.

Validación de seguridad

Finalmente, una vez realizada toda la fase de integración, se requiere de una validación final para la aceptación de las modificaciones realizadas, basada en las exigencias recogidas en normas como la EN ISO 13849, la IEC 62961 o la IEC 61508. Por ello, se verifica la correcta implementación de las medidas de protección, el diseño satisfactorio del sistema de control relativo a la seguridad y su cumplimiento acorde a los estándares demandados.

Esta fase es esencial para demostrar que, finalmente, la máquina es segura. Para alcanzar estas garantías, se debe superar un test de funcionamiento y una simulación de errores, así como el resto de mediciones necesarias (test de tierra o niveles acústicos, entre otros).
Completados estos pasos, se emite un certificado de validación y la máquina o la instalación estarán listas para el marcado CE. Este requisito es obligatorio para todos los fabricantes que comercialicen sus productos dentro de la Unión Europea desde el 1 de enero de 1995.

Con esto, se confirma que se cumplen todos los requisitos de seguridad y salud aplicables descritos en las directivas.

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