• 15 pasos de ayuda con la Directiva de máquinas de la Unión Europea, EN/ISO 13849-1

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La seguridad de las máquinas es un asunto serio y comprender en qué se basan las normas de seguridad en esta materia debe considerarse como el principal punto de partida. Con tanto en juego, desde la seguridad de los empleados hasta los costes por litigios, un fabricante de equipos originales (OEM), el fabricante de la máquina, el integrador de sistemas o el usuario final necesitan aprender tanto como sea posible. La seguridad de las máquinas está regulada por una serie de normas nacionales e internacionales de seguridad que son impuestas por los organismos gubernamentales.

El gráfico adjunto muestra varios elementos de las normas que se aplican a la seguridad de las máquinas.

El gráfico adjunto muestra varios elementos de las normas que se aplican a la seguridad de las máquinas. Cortesía de: Festo

En EE.UU., las principales agencias son la Administración de Seguridad y Salud Ocupacional (OSHA) y la Asociación Nacional de Protección contra Incendios (NFPA), mientras que la Comisión Electrotécnica Internacional (IEC) y la Organización Internacional de Normalización (ISO) son originarias de Europa, pero cada vez tienen más influencia internacional. Todos estos reglamentos, normas y organismos provocan confusión entre los fabricantes de maquinaria y en los usuarios finales.

Cuando se produce un accidente y un trabajador resulta herido o muerto, a menudo se derivan demandas e investigaciones por parte de la OSHR. Los abogados y la OSHA se realizarán la siguiente pregunta: ¿Qué hizo la empresa para asegurarse de que la máquina era lo más segura posible? En la mayoría de los casos, si se produce una demanda, el fabricante de la máquina, el fabricante de equipos de automatización y el integrador de sistemas también pueden aparecer en la demanda.

Afortunadamente, las normas de seguridad de las máquinas están cada vez más normalizadas. En 2012, la NFPA introdujo la NFPA 79 en sintonía con la Directiva europea de seguridad de las máquinas (EN/ISO 13849-1). La NFPA 79 se ocupa de los controladores lógicos programables (PLC) de seguridad y de los buses de seguridad, por lo que su introducción supuso un paso importante. Actualmente, que los proveedores de equipos, fabricantes de maquinaria, integradores de sistemas y usuarios finales sigan la norma EN/ISO 13849-1 es un buen comienzo para la protección de los trabajadores y para sobrevivir a las demandas. La seguridad de las máquinas sigue siendo una tarea compleja y sutil, pero las reglas son cada vez más claras y los equipos de seguridad, más capaces.

Desde la década de 1970, cuando existía poca reglamentación sobre seguridad, las normas de seguridad de las máquinas han avanzado por un camino difícil y polémico hasta llegar a la normalización. El problema principal era que las normas no seguían el ritmo de la tecnología de seguridad. Los reglamentos de la NFPA 79 original requerían el uso de componentes cableados, como pulsadores de parada de emergencia. Fue modificada en 2002 para permitir el uso de los PLC de seguridad y de controladores basados en software y, en 2007, para permitir que los variadores y otros equipos diseñados para la seguridad pudieran usarse como elementos de conmutación. Por último, en 2012, la NFPA 79 adoptó nuevas normas y reglamentos que la acercaron más a las normas IEC y al Código Eléctrico Nacional (NEC). Mientras tanto, algo parecido estaba ocurriendo en Europa con la norma de seguridad EN 954-1, que había estado en vigor durante muchos años, pero que no incluía los equipos de seguridad electrónicos programables ni tampoco contemplaba las probabilidades de fracaso. Se hicieron esfuerzos para reemplazar la norma EN 954-1 con las nuevas normas de seguridad EN ISO 13849-1 y EN 62061 como parte de la “Directiva de Máquinas” europea, ya en 2009. Desde diciembre de 2011, todos los sistemas de seguridad para máquinas y procesos vendidos en Europa deben cumplir con las normas de seguridad EN ISO 13849-1 y EN 62061. El gráfico adjunto muestra varios elementos de las normas que se aplican a la seguridad de las máquinas.

Normas de seguridad de máquinas ISO/IEC 

EN ISO 13849-1 Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad: Principios generales para el diseño

EN ISO 13849-2 Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad: validación

EN ISO 12100 Principios generales para el diseño. Evaluación del riesgo y reducción del riesgo.

EN IEC 60204-1 Equipo eléctrico de las máquinas. Requisitos generales

EN ISO 11161 Sistemas de fabricación integrados

EN IEC 61508/62061 Seguridad funcional de los sistemas eléctricos/electrónicos/electrónicos programables relacionados con la seguridad. 

La aplicabilidad de la EN 13849-1 es muy amplia, ya que se aplica a todas las tecnologías, incluyendo la eléctrica, la neumática, la hidráulica y la mecánica. Esta norma establece los requisitos para el diseño y la integración de las partes relacionadas con la seguridad de los sistemas de control, incluidos algunos aspectos de software. La norma se aplica a un sistema relacionado con la seguridad, pero también se puede aplicar a las partes que componen ese sistema.

Terminología común

A continuación se incluyen unas explicaciones de términos comunes sobre seguridad de las máquinas.

PLr: Nivel de rendimiento requerido (de Performance Level required)

DCavg: Promedio de cobertura de diagnóstico (de Diagnostic Coverage average)

MTTFd: Tiempo medio hasta el fallo peligroso (de Mean Time To Failure dangerous)

CCF: Fallo por causa común (de Common Cause Failure): fallo de muchos componentes a partir de un evento

B10: Tiempo en el cual el 10 % de la población de un producto habrá fallado

Es necesario realizar un estudio completo y detallado de la norma EN ISO 13849-1 antes de poder aplicarla correctamente. El siguiente resumen ofrece 15 pasos para cumplir con los requisitos de la norma EN ISO 13849-1:

1) Crear una ficha técnica: Se debe mantener la documentación de cada paso del proceso tanto para el usuario final como para posibles litigios en el futuro.

2) Diseñar pensando en la seguridad.

3) Determinar los límites de la maquinaria.

4) Identificar todos los peligros potenciales.

5) Realizar una evaluación de riesgos: el fabricante tiene que realizar una evaluación de riesgos de la maquinaria. Basándose en el resultado de esta evaluación de riesgos, puede determinarse el nivel de riesgo. Puede estimarse también la reducción del riesgo y el riesgo residual.

6) Realizar la reducción del riesgo, mediante medidas de diseño o de seguridad. Ejemplos de medidas de seguridad son: protecciones, cortina fotoeléctrica, puertas.

7) Identificar los riesgos residuales: Documentar los riesgos residuales en el manual.

8) Determinar el PLr (nivel de rendimiento requerido): El PLr se utiliza para indicar el nivel de rendimiento requerido por la función de seguridad. Para determinar el PLr, la norma proporciona un gráfico de riesgos en el cual se introducen los factores de aplicación (gravedad del daño, frecuencia de la exposición y posibilidad de evitación). El resultado es el PLr (a, b, c, d, o e).

9) Seleccione la categoría correspondiente (B, 1, 2, 3, 4) y la arquitectura que necesite para alcanzar el nivel de rendimiento requerido. La cláusula 6 de la norma ISO 13849-1 proporciona las definiciones de las categorías.

i. Las categorías B y 1 son de un solo canal sin supervisión.

ii. Categoría 2 incluye supervisión en determinados momentos (puesta en marcha, nuevo ciclo, etc.).

iii. Categorías 3 y 4 son de doble canal con supervisión.

1. La categoría 3 detecta algunos, pero no todos los fallos.

2. La cat. 4 debe detectar cualquier fallo. Ver también: “Categorías de seguridad - PL relacionados (Tabla 7 de EN ISO 13849-1: 2006).”

10) Seleccione los componentes de la arquitectura de esta Categoría. Se requieren los valores B10 de los componentes utilizados; debe obtenerse el documento oficial del proveedor.

El PLr (nivel de rendimiento requerido) se utiliza para indicar cuál es el nivel de rendimiento requerido por la función de seguridad, como su nombre indica. Para determinar el PLr, la norma EN ISO 13849-1 proporciona un gráfico de riesgos en el cual se introducen los factores de aplicación (gravedad del daño, frecuencia de la exposición y posibilidad de evitación).

11) Calcular MTTFd (tiempo medio hasta un fallo peligroso), basándose en los valores B10. Se requiere la siguiente información:

i. Días de operación por año ii. Horas de operación por día iii. Tiempo entre ciclos sucesivos en segundos iv. Valor B10 del proveedor del componente v. Tiempo de vida previsto de la maquinaria

12) Evaluar el diseño de su sistema de seguridad

13) Validar la maquinaria diseñada mediante la EN 13849-2. Esto debe ser realizado por una persona que no sea el diseñador de los sistemas de seguridad, lo cual no significa que tenga que participar un tercero. Un colega que no tenga ninguna participación en el diseño puede realizar la tarea de evaluador.

14) Crear una perspectiva general de los Requisitos Esenciales en Seguridad y Salud (EHSR) que haya cumplimentado.

15) Crear un manual de usuario con la información apropiada. En él debería indicarse cómo transportar, poner en marcha, emplear, mantener, ajustar, desmontar y desechar de una manera segura.

Herramienta de software gratuita de seguridad de máquinas

SISTEMA es una herramienta de software para la implementación de la EN ISO 13849-1. SISTEMA son las siglas en inglés de Herramienta de Software de Integridad de la Seguridad para la Evaluación de Aplicaciones de Máquinas. Su uso simplifica, en gran medida, la implementación de la norma. Fue desarrollado por el instituto de seguridad laboral BGIA de Alemania y su uso es gratuito. Requiere la introducción de varios tipos de datos de seguridad funcional, que se realiza de forma automática cuando se utiliza la biblioteca de datos SISTEMA del fabricante. También ayuda a crear el paquete de documentación.

Este resumen de normas relevantes de seguridad de máquinas debe ser considerado como un punto de partida para comprender la seguridad de las máquinas. Con tanto en juego, desde la seguridad de los empleados a los costes de los litigios, las personas involucradas necesitan aprender cuanto más mejor acerca de la seguridad de las máquinas y las normas relacionadas.

- Michael Guelker es director de productos de Festo Corp. Editado por Mark T. Hoske, gestor de contenidos, CFE Media, Ingeniería de Control e Ingeniería de Plantas

Conceptos destacados

  • Entender la Directiva europea de máquinas EN/ISO 13849-1.
  • Los términos y los pasos básicos pueden ayudar con su cumplimiento.
  • Las herramientas de software pueden ayudar con la seguridad de las máquinas.

Cosas a tener en cuenta Cuando un inspector de OSHA pida la documentación de seguridad de la máquina, ¿te sentirás seguro de lo que le entregas?

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