Aplicación de tecnología infrarroja como dispositivo de seguridad en máquinas, el desarrollo de un prototipo de ventana de sensores infrarrojos y la posterior ejecución de pruebas de funcionamiento que detecten la zona no segura.
La presencia de cuerpos extraños, discerniendo si corresponden o no a partes del cuerpo humano para, en caso de que lo sean, ejecutar funciones automáticas de alarma (led) y parada inmediata de la máquina.
Se considera como campo de aplicación para este dispositivo todo tipo de máquinas-herramientas accionadas por una fuente de energía distinta de la humana siempre que incorporen una herramienta móvil (brocas, sierras, etc.), que generen un riesgo mecánico cuando el operario introduce una parte de su cuerpo en la zona de trabajo peligrosa de la máquina.
Se ha empleado una técnica basada exclusivamente en valores de temperatura para reconocer cualquier parte del cuerpo humano, independientemente de su morfología. Se miden continuamente los valores de temperatura y cuando algún miembro humano acceda al área no segura, los sensores infrarrojos registrarán un valor de temperatura que se encuentre en el umbral o rango de temperatura seleccionado.
El diseño CAD de los componentes de la ventana de sensores infrarrojos se realiza con el software SOLIDWORK. Impresión 3D utilizando ABS. Componentes electrónicos: una caja de control electrónico, una placa Arduino Nano V3.1 Atmel Atmega 328 MCU, un módulo Relay TinkerKit, Placa electrónica y la ventana de sensores de infrarrojos.
Sistema antivuelco automático y autónomo adaptable en cada caso a las prestaciones de los distintos modelos de tractor existente, que se basa en el accionamiento hidráulico del arco antivuelco manual / automático y que permita incorporar esta nueva tecnología en aquellos tractores con circuitos hidráulicos de prestaciones insuficientes o limitadas.
El sistema de control electrónico, permite 2 modos de funcionamiento: (1) accionamiento manual por pulsador (2) accionamiento automático por sensor de inclinación.
La propuesta realizada que se compone de banco de ensayo, minicentral hidráulica, juego de cilindros y juego de acumuladores permite disponer de un procedimiento de ensayo rápido de las condiciones técnicas requeridas por los distintos tractores del mercado. Cualquiera de las combinaciones que se plantean permitirá el cumplimiento de los requisitos de alzado autónomo del arco. Se realizan ensayos del sistema electrónico de accionamiento en una Plataforma de Simulación y del hidráulico en el Banco de Ensayos.
Se trata de un banco de ensayos que incorpora una serie de utillajes fabricados a la medida de cada arco que fuera necesario probar. Lo que permite instalar y ensayar diferentes tamaños de cilindros. Además son de gran utilidad ya que suponen un primer diseño de las piezas que posteriormente habrán de ser incorporadas a la estructura del tractor o la máquina en la que se utilice la instalación. Se obtiene un tiempo de apertura de arco desplegado de 0,4(s).
Se presenta una solución para la gestión de la prevención que consiste en un conjunto software- hardware que permite gestionar los permisos de trabajo para el uso de equipos, máquinas, vehículos y los accesos a los lugares en diferentes formas, incluidas las tareas especiales. El citado software esta vinculado con el elemento de hardware asociado a cada uno de los entes que integre el sistema de gestión, mediante comunicación entre ambos.
El trabajador dispone de una tarjeta que le permite interaccionar con aquellos equipos y lugares para los que dispone de permiso y le impide el uso, arranque o acceso al resto.
Diseñar y construir elementos hardware que consiste en:
El técnico de prevención puede programar la actividad, visualizarla, desde un ordenador, en tiempo real y conceder y denegar permisos. Los permisos de uso se vinculan con la existencia de formación, así como con la caducidad y la actualización de la misma. El software es muy intuitivo y puede ser utilizado por cualquier persona con mínimos conocimientos de informática. El elemento hardware, que se enclava a cada equipo, máquina o vehículo no altera su funcionamiento.
El desenclavamiento del elemento deja rastro. Mediante la herramienta diseñada se podrá disponer de los datos acumulados de usos y accesos. Los intentos de uso no autorizados por parte de un trabajador se registran como incidencias. La solución desarrollada se está ensayando como experiencia piloto en tres empresas con diferente actividad. Se trata de una herramienta que facilita la integración de la prevención en la organización de la empresa.
Diseño e implementación de un arco de seguridad tractores que incorporan homologada o que carecen de ella.
El dispositivo automático antivuelco se compone de dos sistemas, una alarma que avisará de que se está alcanzando un grado de inclinación cercano al nivel de vuelco y un arco de seguridad abatible que se accionará automáticamente cuando el tractor experimente un grado de inclinación determinado, con el objetivo de proteger al trabajador en caso de vuelco.
Dos modos posibles de funcionamiento:
El importante desarrollo que han tenido en las últimas décadas las técnicas asociadas al diseño y más concretamente de paquetes informáticos de diseño como Solidworks o Catia permite desarrollar desde su origen máquinas y equipos de trabajo en los que incorporar dispositivos de seguridad y someter al conjunto a simulaciones de comportamiento mecánico en las que, modificando determinadas variables, observar la respuesta de todo el sistema con el fin de comprobar su eficacia, lo cual supone un importante avance en muchos casos en los que ensayar la utilidad de un nuevo dispositivo de seguridad en caso de accidente podría conllevar riesgos innecesarios y costes muy elevados.
Por otra parte, una vez hecho el desarrollo del trabajo, las escenas creadas en las que se reproduce un determinado accidente pueden ser utilizadas mediante la técnica de inmersión en realidad virtual como herramientas para formar e informar a los trabajadores. En este trabajo se presenta el desarrollo de varias escenas asociadas a dos tipos de accidentes que bien por frecuencia bien por gravedad son considerados muy importantes dentro del ámbito de la seguridad. Concretamente se trata de una serie de escenas en las que se ha provocado el vuelco de un tractor y de las que se ha conseguido obtener información del comportamiento del mismo cuando es sometido a distintas variables (velocidad, inclinación, aceleración o combinaciones de cualquiera de las anteriores).
También se presenta otra serie de escenas asociadas con un accidente en el que se produce atrapamiento (riesgo mecánico) como consecuencia del excesivo acercamiento de una extremidad a una curvadora de rodillos. En ambos casos se muestra la utilidad de la realidad virtual inmersiva que se presenta de un modo hiperrealista y en la que hay una implicación sensorial por parte del individuo y que permite al operador experimentar de un modo controlado un supuesto accidente.
El atrapamiento por vuelco de tractor sin cabina es sin duda el riesgo laboral más importante en el sector agrario por la gravedad de las lesiones que ocasiona, en su mayoría accidentes mortales.
La legislación ya establece la obligatoriedad de que todos los equipos de trabajo cuenten con una estructura de protección. En algunos casos, los tractores sí incorporan el arco de seguridad antivuelco, pero éste se encuentra recogido. Se debe accionar de forma manual y voluntariamente, lo que genera multitud de situaciones en las que no se utiliza convenientemente, quedando de este modo desprotegido frente al vuelco. En estos casos, aunque se haya puesto a disposición de los trabajadores tractores que cumplen con la normativa del RD 1215/1997, parece necesario que se deben adoptar nuevas medidas que reduzcan los riesgos.
El presente proyecto consiste en la aplicación de la Realidad Virtual Inmersiva orientada a la formación y prevención de riesgos laborales, concretamente en el desarrollo de un simulador de conducción de un tractor agrícola. Este tractor lleva instalado el dispositivo de seguridad autónomo de accionamiento automático de arco antivuelco.
Durante la simulación el conductor podrá experimentar la conducción libre del tractor por un terreno agrícola. Interactuará con el dispositivo de seguridad, pudiendo subir y bajar manualmente el arco de seguridad. Y si durante su recorrido se alcanza el ángulo de inclinación crítico se desplegara automáticamente el arco de seguridad.
El simulador incorpora una plataforma de movimiento de 3 grados de libertad que transmite la sensación de aceleración, inclinación y vuelco. Dicha plataforma está compuesta por una base sobre la cual se encuentran 3 motores y una plataforma superior sobre la que acopla el sistema de conducción (asiento, volante, pedales y mandos). Además incorpora unas gafas de realidad virtual, Occulus Rift, que permiten al conductor experimentar la simulación de manera completamente inmersiva.
Para la creación de la escena virtual se utiliza UNITY 5, software de desarrollo de videojuegos y experiencias interactivas 2D/3D .
De esta manera, se ha desarrollado una herramienta que sirve tanto para la formación y concienciación en prevención de riesgos laborales de conductores de tractores, como para la simulación del funcionamiento del nuevo dispositivo de seguridad.
