Bloqueo, etiquetado y control de energía peligrosa en el taller

OSHA instruye al personal de mantenimiento a bloquear, etiquetar y controlar la energía peligrosa. Algunas personas no saben cómo hacerlo; cada máquina es diferente. Getty Images
Entre quienes utilizan cualquier tipo de equipo industrial, el bloqueo y etiquetado (LOTO) no es nada nuevo. A menos que se desconecte la alimentación, nadie se atreve a realizar ningún tipo de mantenimiento rutinario ni a intentar reparar la máquina o el sistema. Esto es simplemente una exigencia de sentido común y de la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA).
Antes de realizar tareas de mantenimiento o reparaciones, es sencillo desconectar la máquina de la fuente de alimentación (generalmente apagando el disyuntor) y cerrar con llave la puerta del panel de disyuntores. Añadir una etiqueta que identifique a los técnicos de mantenimiento por su nombre también es sencillo.
Si no se puede bloquear la alimentación, solo se puede usar la etiqueta. En cualquier caso, con o sin bloqueo, la etiqueta indica que se está realizando mantenimiento y que el dispositivo no recibe alimentación.
Sin embargo, esto no es el final de la lotería. El objetivo general no es simplemente desconectar la fuente de energía. El objetivo es consumir o liberar toda la energía peligrosa; en palabras de OSHA, controlar la energía peligrosa.
Una sierra común presenta dos peligros temporales. Tras apagarla, la hoja seguirá funcionando durante unos segundos y solo se detendrá cuando se agote el impulso del motor. La hoja permanecerá caliente durante unos minutos hasta que el calor se disipe.
Al igual que las sierras almacenan energía mecánica y térmica, el funcionamiento de las máquinas industriales (eléctricas, hidráulicas y neumáticas) generalmente puede almacenar energía durante mucho tiempo. Dependiendo de la capacidad de sellado del sistema hidráulico o neumático, o de la capacitancia del circuito, la energía se puede almacenar durante un tiempo asombrosamente largo.
Diversas máquinas industriales requieren un alto consumo de energía. El acero AISI 1010 típico puede soportar fuerzas de flexión de hasta 45 000 PSI, por lo que máquinas como prensas plegadoras, punzonadoras y dobladoras de tubos deben transmitir la fuerza en toneladas. Si el circuito que alimenta el sistema de bomba hidráulica se cierra y se desconecta, la parte hidráulica del sistema aún puede proporcionar 45 000 PSI. En máquinas que utilizan moldes o cuchillas, esto es suficiente para aplastar o amputar extremidades.
Un camión con canasta cerrada y una canasta en el aire es tan peligroso como uno sin cerrar. Si se abre la válvula incorrecta, la gravedad se impondrá. De igual manera, el sistema neumático puede retener mucha energía cuando está apagado. Una dobladora de tubos de tamaño mediano puede absorber hasta 150 amperios de corriente. Con tan solo 0,040 amperios, el corazón puede dejar de latir.
La liberación o el consumo seguro de energía es un paso clave tras apagar la alimentación y el sistema LOTO. La liberación o el consumo seguro de energía peligrosa requiere comprender los principios del sistema y los detalles de la máquina que requiere mantenimiento o reparación.
Existen dos tipos de sistemas hidráulicos: de circuito abierto y de circuito cerrado. En un entorno industrial, las bombas más comunes son las de engranajes, paletas y pistones. El cilindro de la herramienta en funcionamiento puede ser de simple o doble efecto. Los sistemas hidráulicos pueden tener tres tipos de válvulas: control direccional, control de caudal y control de presión; cada uno de estos tipos tiene múltiples variantes. Hay muchos aspectos a considerar, por lo que es necesario comprender a fondo cada tipo de componente para eliminar los riesgos relacionados con la energía.
Jay Robinson, propietario y presidente de RbSA Industrial, comentó: «El actuador hidráulico puede accionarse mediante una válvula de cierre de puerto completo». «La válvula solenoide abre la válvula. Cuando el sistema está en funcionamiento, el fluido hidráulico fluye al equipo a alta presión y al tanque a baja presión», explicó. «Si el sistema produce 2000 PSI y se corta la alimentación, el solenoide se centrará y bloqueará todos los puertos. El aceite no puede fluir y la máquina se detiene, pero el sistema puede tener hasta 1000 PSI en cada lado de la válvula».
En algunos casos, los técnicos que intentan realizar reparaciones o mantenimiento de rutina corren un riesgo directo.
“Algunas empresas tienen procedimientos escritos muy comunes”, dijo Robinson. “Muchas indicaban que el técnico debía desconectar la fuente de alimentación, bloquearla, marcarla y luego presionar el botón de INICIO para arrancar la máquina”. En este estado, la máquina podría no hacer nada (no cargar la pieza de trabajo, doblar, cortar, conformar, descargar la pieza de trabajo ni nada más) porque no puede. La válvula hidráulica es accionada por una válvula solenoide, que requiere electricidad. Presionar el botón de INICIO o usar el panel de control para activar cualquier componente del sistema hidráulico no activará la válvula solenoide sin alimentación.
En segundo lugar, si el técnico comprende que necesita operar manualmente la válvula para liberar la presión hidráulica, podría liberar la presión en un lado del sistema y creer que ha liberado toda la energía. De hecho, otras partes del sistema aún pueden soportar presiones de hasta 1000 PSI. Si esta presión aparece en el extremo de la herramienta del sistema, los técnicos se sorprenderán si continúan realizando tareas de mantenimiento e incluso podrían lesionarse.
El aceite hidráulico no se comprime demasiado (solo alrededor del 0,5 % por cada 1000 PSI), pero en este caso, no importa.
“Si el técnico libera energía en el lado del actuador, el sistema puede mover la herramienta a lo largo de su recorrido”, dijo Robinson. “Dependiendo del sistema, el recorrido puede ser de 1/16 de pulgada o 16 pies”.
“El sistema hidráulico es un multiplicador de fuerza, por lo que un sistema que produce 1000 PSI puede levantar cargas más pesadas, como 3000 libras”, dijo Robinson. En este caso, el peligro no es un arranque accidental. El riesgo es liberar la presión y bajar la carga accidentalmente. Encontrar una manera de reducir la carga antes de intervenir en el sistema puede parecer lógico, pero los registros de defunción de OSHA indican que el sentido común no siempre prevalece en estas situaciones. En el incidente 142877.015 de OSHA, “Un empleado estaba reemplazando… deslizó la manguera hidráulica con fugas en el mecanismo de dirección y desconectó la línea hidráulica y liberó la presión. La pluma cayó rápidamente y golpeó al empleado, aplastándole la cabeza, el torso y los brazos. El empleado falleció”.
Además de los tanques de aceite, bombas, válvulas y actuadores, algunas herramientas hidráulicas también cuentan con un acumulador. Como su nombre indica, este acumula aceite hidráulico. Su función es ajustar la presión o el volumen del sistema.
“El acumulador consta de dos componentes principales: la bolsa de aire dentro del tanque”, explicó Robinson. “La bolsa de aire está llena de nitrógeno. Durante el funcionamiento normal, el aceite hidráulico entra y sale del tanque a medida que la presión del sistema aumenta y disminuye”. La entrada o salida de fluido del tanque, o su transferencia, depende de la diferencia de presión entre el sistema y la bolsa de aire.
“Los dos tipos son acumuladores de impacto y acumuladores de volumen”, explicó Jack Weeks, fundador de Fluid Power Learning. “El acumulador de impacto absorbe los picos de presión, mientras que el acumulador de volumen evita que la presión del sistema disminuya cuando la demanda repentina excede la capacidad de la bomba”.
Para trabajar en un sistema de este tipo sin sufrir lesiones, el técnico de mantenimiento debe saber que el sistema tiene un acumulador y cómo liberar su presión.
En el caso de los amortiguadores, los técnicos de mantenimiento deben tener especial cuidado. Dado que el airbag se infla a una presión superior a la del sistema, una falla en la válvula puede añadir presión al sistema. Además, no suelen estar equipados con válvula de drenaje.
“No existe una solución eficaz para este problema, ya que el 99 % de los sistemas no ofrecen una forma de verificar la obstrucción de las válvulas”, afirmó Weeks. Sin embargo, los programas de mantenimiento proactivo pueden ofrecer medidas preventivas. “Se puede añadir una válvula posventa para descargar el fluido donde se genere presión”, añadió.
Un técnico de servicio que observe bolsas de aire con acumulador bajo podría querer agregar aire, pero esto está prohibido. El problema es que estas bolsas de aire están equipadas con válvulas de tipo americano, las mismas que se usan en los neumáticos de los automóviles.
“El acumulador generalmente tiene una calcomanía que advierte que no se debe agregar aire, pero después de varios años de funcionamiento, la calcomanía suele desaparecer hace mucho tiempo”, dijo Wicks.
Otro problema es el uso de válvulas de contrapeso, explicó Weeks. En la mayoría de las válvulas, la rotación en sentido horario aumenta la presión; en las válvulas de contrapeso, la situación es la contraria.
Finalmente, los dispositivos móviles requieren una vigilancia especial. Debido a las limitaciones de espacio y otros obstáculos, los diseñadores deben ser creativos en la disposición del sistema y la ubicación de los componentes. Algunos componentes pueden estar ocultos y ser inaccesibles, lo que dificulta el mantenimiento y las reparaciones rutinarias en comparación con los equipos fijos.
Los sistemas neumáticos presentan casi todos los riesgos potenciales de los sistemas hidráulicos. Una diferencia clave es que un sistema hidráulico puede producir una fuga, generando un chorro de fluido con suficiente presión por pulgada cuadrada para penetrar la ropa y la piel. En un entorno industrial, se considera "ropa" la suela de las botas de trabajo. Las lesiones por penetración de aceite hidráulico requieren atención médica y, por lo general, hospitalización.
Los sistemas neumáticos también son inherentemente peligrosos. Mucha gente piensa: "Bueno, es solo aire" y lo manipulan con descuido.
“La gente escucha el funcionamiento de las bombas del sistema neumático, pero no considera toda la energía que la bomba introduce en el sistema”, dijo Weeks. “Toda la energía debe fluir hacia algún lado, y un sistema de fluidos es un multiplicador de fuerza. A 50 PSI, un cilindro con una superficie de 10 pulgadas cuadradas puede generar suficiente fuerza para mover 500 libras de carga”. Como todos sabemos, los trabajadores utilizan este sistema para eliminar los residuos de la ropa.
“En muchas empresas, esto es motivo de despido inmediato”, dijo Weeks. Añadió que el chorro de aire expulsado del sistema neumático puede pelar la piel y otros tejidos hasta los huesos.
“Si hay una fuga en el sistema neumático, ya sea en la junta o a través de un pequeño orificio en la manguera, normalmente nadie la nota”, dijo. “La máquina es muy ruidosa, los trabajadores usan protección auditiva y nadie oye la fuga”. Simplemente levantar la manguera es arriesgado. Independientemente de si el sistema está en funcionamiento o no, se requieren guantes de cuero para manipular las mangueras neumáticas.
Otro problema es que debido a que el aire es altamente comprimible, si se abre la válvula en un sistema activo, el sistema neumático cerrado puede almacenar suficiente energía para funcionar durante un largo período de tiempo y poner en marcha la herramienta repetidamente.
Aunque la corriente eléctrica (el movimiento de los electrones en un conductor) parece ser un mundo distinto de la física, no lo es. Se aplica la primera ley del movimiento de Newton: «Un objeto estacionario permanece estacionario, y un objeto en movimiento se mantiene a la misma velocidad y en la misma dirección, a menos que esté sometido a una fuerza desequilibrada».
En cuanto al primer punto, todo circuito, por simple que sea, presenta resistencia al flujo de corriente. La resistencia impide el flujo de corriente, por lo que, cuando el circuito está cerrado (estático), la resistencia lo mantiene en estado estático. Al activarse el circuito, la corriente no fluye instantáneamente; el voltaje tarda al menos un breve periodo en superar la resistencia y la corriente en fluir.
Por la misma razón, cada circuito tiene una medida de capacitancia específica, similar al momento de un objeto en movimiento. Cerrar el interruptor no detiene la corriente inmediatamente; esta continúa circulando, al menos brevemente.
Algunos circuitos utilizan condensadores para almacenar electricidad; esta función es similar a la de un acumulador hidráulico. Según el valor nominal del condensador, puede almacenar energía eléctrica durante un largo periodo de tiempo (energía eléctrica peligrosa). En los circuitos de maquinaria industrial, un tiempo de descarga de 20 minutos es posible, aunque algunos pueden requerir más tiempo.
Para la dobladora de tubos, Robinson estima que una duración de 15 minutos puede ser suficiente para que la energía almacenada en el sistema se disipe. Luego, realice una comprobación sencilla con un voltímetro.
“Conectar un voltímetro tiene dos ventajas”, dijo Robinson. “Primero, le permite al técnico saber si el sistema tiene energía restante. Segundo, crea una ruta de descarga. La corriente fluye de una parte del circuito a través del medidor a otra, agotando la energía que aún tenga almacenada”.
En el mejor de los casos, los técnicos están plenamente capacitados, cuentan con experiencia y tienen acceso a todos los documentos de la máquina. Cuentan con un candado, una etiqueta y un profundo conocimiento de la tarea en cuestión. Idealmente, colaboran con observadores de seguridad para contar con un par de ojos adicionales que observen los peligros y brinden asistencia médica si persisten los problemas.
El peor escenario posible es que los técnicos carezcan de formación y experiencia, trabajen en una empresa de mantenimiento externa y, por lo tanto, desconozcan equipos específicos, cierren la oficina los fines de semana o en turnos de noche, y los manuales de los equipos ya no sean accesibles. Esta es una situación desastrosa, y toda empresa con equipos industriales debería hacer todo lo posible por evitarla.
Las empresas que desarrollan, producen y venden equipos de seguridad generalmente tienen una profunda experiencia en seguridad específica de la industria, por lo que las auditorías de seguridad de los proveedores de equipos pueden ayudar a que el lugar de trabajo sea más seguro para las tareas de mantenimiento y reparaciones de rutina.
Eric Lundin se incorporó al departamento editorial de The Tube & Pipe Journal en el año 2000 como editor asociado. Sus principales responsabilidades incluyen la edición de artículos técnicos sobre producción y fabricación de tubos, así como la redacción de estudios de caso y perfiles de empresas. Fue ascendido a editor en 2007.
Antes de unirse a la revista, sirvió en la Fuerza Aérea de los EE. UU. durante 5 años (1985-1990) y trabajó para un fabricante de tuberías, codos para caños y conductos durante 6 años, primero como representante de servicio al cliente y luego como redactor técnico (1994-2000).
Estudió en la Northern Illinois University en DeKalb, Illinois, y obtuvo una licenciatura en economía en 1994.
Tube & Pipe Journal se convirtió en la primera revista dedicada a servir a la industria de tuberías de metal en 1990. Hoy en día, sigue siendo la única publicación dedicada a la industria en América del Norte y se ha convertido en la fuente de información más confiable para los profesionales de las tuberías.
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