Análisis de la implantación de nuevas normas y directivas de seguridad en máquinas

Ojeda Rodríguez, Jordi

Responsable del Grupo de Investigación “Aplicaciones Sociales de las Tecnologías de la Producción” / Fundación CIM - Universidad Politécnica de Cataluña / C. Llorens i Artigas, n.12 / 08028 Barcelona / España / www.fundaciocim.org/ +34 93 401 71 71 / jordi.ojeda@upc.eduPlassa Soler, JosepResponsable de Seguridad, Aplicaciones y Sistemas / SICK Optic Electronic S.A./ C. Constitución, 3 / 08960 SANT JUST DESVERN / Barcelona / www.sick.com / +34 94 480 31 00 / josep.plassa@sick.es

ABSTRACT

ABSTRACT

En esta ponencia se describen los requisitos de las nuevas normas y directivas europeas aplicables a la fabricación y modificación de máquinas industriales, comparándolas con las existentes en la actualidad.

Palabras clave

Palabras clave

Seguridad en máquinas, Directivas, Normas, Marcado CE

INTRODUCCIÓN

INTRODUCCIÓN

Actualmente los fabricantes de maquinaria industrial y las empresas responsables de proyectar o modificar máquinas industriales, deben de cumplir unos requisitos legales que conllevan una gran carga de dedicación para poder realizar un proyecto de forma que se pueda cumplir con todos los artículos de la directiva actual.

Las Directivas comunitarias son una decisión colectiva y aprobada por los Estados miembros de la Unión Europea, obliga a todos o parte de los estados miembros en cuanto al objetivo a alcanzar y son de obligado cumplimiento. En cambio, las Normas Europeas (EN) son documentos emitidos por las Comisiones Europeas de Normalización (CEN) y tienen carácter de aplicación voluntario aportando y respaldando las Directivas, en el caso de la directiva de máquinas la utilización de las normas inducen a la presunción de conformidad.

Se entiende como máquina a un conjunto de piezas u órganos unidos entre sí, de los cuales uno al menos es móvil y está constituido, según el caso, de órganos de accionamiento, circuitos de mando y de potencia, etc., asociados solidariamente para una aplicación determinada; también se puede tratar de un conjunto de máquinas, que deben llegar a un mismo resultado.

La Directiva de Máquinas actual 98/37CEE, está formada por cuatro capítulos, dieciséis artículos y nueve anexos, en los que se detallan los procedimientos y documentaciones necesarios para poder realizar un correcto marcado CE de una máquina. De forma resumida, está formado por tres fases;• Realización de un Expediente Técnico de Construcción. En la fase de Desarrollo y producción de la máquina (en el que se debe tener en cuenta las fases de explotación y puesta fuera de servicio de la máquina).• Redacción de la Declaración de Conformidad. Documento por elque el fabricante se compromete al cumplimiento de las directivas y las normas que le aplican.• La marca CE. Se identifica el producto en cuestión en la fase de Comercialización y puesta en servicio.

Estas fases resumen un procedimiento por el que “...El fabricante está obligado a analizar dichos riesgos para indagar cuáles puede presentar su máquina, y a proceder seguidamente a su diseño y fabricación teniendo en cuenta el análisis efectuado...”, del que se derivan entre otros los manuales de instrucciones en el idioma del país donde se va utilizar la máquina, los esquemas de montaje y de mantenimiento, la descripción de un buen uso de la máquina, y, si es el caso, deberá detallar las adaptaciones necesarias para su utilización por trabajadores discapacitados, la formación para un correcto uso de la máquina y las verificaciones iniciales antes de la primera puesta en marcha.

Utilización de la Directiva Maquina

15%

59%

26%

Aplicando todas las directivas relevantes Sin aplicar todas las directivas relevantes Ninguna directiva relevante aplicada

Figura 1. Gráfico de utilización y aplicación de la directiva máquina 98/37CEE.

Según estudios realizados por la Aston University UK, ver resumen en Figura 1, el 59% de las máquinas NO cumplen con los requisitos de seguridad y salud, y que el 15% no aplica ninguna de las leyes de más de 12 países del norte de Europa obligan. Los datos reflejan que gran parte de las máquinas fabricadas (74%) no aplican las directivas que el tipo de máquina requiere, frente a un 26% que aplica de forma correcta las directivas armonizadas.

Esto significa que cinco años después de la entrada en vigor de la directiva actual 98/37CEE casi el 75% de máquinas no cumplían con sus requisitos legales. De esta forma se empezó a elaborar una nueva directiva que se publicó en 2006 como directiva 42/2006/CE.

Para una correcta aplicación de las directivas (leyes) se requieren de conocimientos técnicos importantes. Para facilitar su implantación, las normas nos aportan soluciones, como por ejemplo los procedimientos de evaluación de riesgos, qué pasos debemos seguir, qué se refieren a la cantidad de seguridad debemos instalar en la máquina, como implementar un equipo de parada de emergencia, o un dispositivo de enclavamiento asociado a un resguardo, etc. Las normas están jerarquizadas en tres tipos:

- Normas Tipo A: son las que especifican conceptos básicos, principios para el diseño y aspectos generales que pueden aplicarse en todas las máquinas.

- Normas Tipo B: son las que describen métodos, parámetros, funciones y sistemas para seguridad de maquinaria.

- Normas Tipo C: son las normas para determinados tipos demáquinas, aportan soluciones comprobadas y eficaces a los problemas de seguridad.

Las normas describen el nivel actual de la técnica, pero no suelen incluir las últimas innovaciones científicas, pues su objetivo es aportar métodos o soluciones genéricas.

Según el estudio antes mencionado, en referencia al grado de utilización correcto de las funciones de seguridad aplicadas en las máquinas, los resultados eran según la Tabla 1.

Grado de utilización de las Normas según funciones

• 1. Seguridad eléctrica (EN 60204 1)                                             46%
• 2. Seguridad neumática / hidráulica (EN982 / 983)            5%
• 3. Categorías del Sistema de Mando (EN954 1)                           10%
• 4. Resguardos físicos (EN1088)                                                    7%
• 5. Mandos Bimanuales (EN574)                                                    72%
• 6. Parada de Emergencia (EN418)                                                 6%
• 7. Evaluación de Riesgo (EN1050)                                                 6%

Tabla 1. Cumplimiento de las exigencias de las normas de seguridad en Máquinas según el informe de Aston University UK.

Una de las normas que como pueden observar es solamente utilizada en un 10% pero que es de gran utilidad para cualquier tipo de máquina, y que nos ayuda a determinar la cantidad de seguridad que instalaremos en una máquina, es la EN 954-1:1996 Seguridad de las máquinas, Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad (PSMRS) Parte1: Principios generales para el diseño; esta norma especifica los requisitos de seguridad y da orientaciones sobre los principios de diseño de máquinas, describiendo las características de sus funciones de seguridad, independientemente del tipo de energía utilizada, y en la que se detallan los requisitos de las categorías del sistema de mando que recoge la figura 2, basándose en principios comprobados, aspectos cualitativos, manifestándose en las siguientes categorías:

• Categoría B: Las partes del sistema de mando relativas a la seguridad y/o sus dispositivos de protección, así como sus componentes, se deben diseñar, construir, seleccionar, montar y combinar de acuerdo con las normas pertinentes de manera que puedan soportar las influencias esperadas.

• Categoría 1: Se debe aplicar los requisitos de la categoría B y además se debe utilizar componentes de eficacia probada y principios de seguridad de eficacia probada.

• Categoría 2: Se debe aplicar los requisitos de la categoría B, y utilizar los principios de seguridad de eficacia probada. La función de seguridad se debe comprobar a intervalos adecuados por el sistema de mando de la máquina.

Figura 2. Guía para la selección de las categorías, fuente UNE EN954-1. • Categoría 3: Se debe aplicar los requisitos de la categoría B y utilizar los principios de seguridad de eficacia probada. Las partes relativas a la seguridad se deben diseñar de manera que: i. un solo defecto en cualquiera de estas partes no conduzca a la pérdida de la función de seguridad, y,ii. siempre que sea razonablemente factible, se detecte dicho defecto.• Categoría 4: Se debe aplicar los requisitos de la categoría B y utilizar los principios de seguridad de eficacia probada. Las partes relativas a la seguridad se deben diseñar de manera que:i. un solo defecto en cualquiera de estas partes no conduzca a la pérdida de la función de seguridad, y,ii. se detecte dicho defecto en el momento de/o antes de, la siguiente solicitación de la función de seguridad. Si no es posible, una acumulación de defectos no debe conducir a la pérdida de la función de seguridad.

Esta norma a pesar de ser considerada una herramienta muy eficaz, tiene algunas deficiencias; entre las más destacables cabe destacar la falta de requisitos para sistemas complejos, como por ejemplo máquinas con muchos modos de funcionamiento o sistemas programables y electrónicos (tipo autómatas programables de seguridad de pequeña o gran capacidad lógica), ya que no considera suficientemente las dimensiones técnicas, la complejidad de una solución o el número de elementos a utilizar en su resultado final.

Hay que añadir que la norma EN954 ofrecía una gran dificultad para determinar las exclusiones de fallos, para combinar distintas categorías de riesgo de una misma función en una máquina o instalación, o para concatenar distintas máquinas formando un solo proceso de producción flexible. En categorías elevadas,también era complejo seriar elementos de detección en un circuito con un auxiliar de mando tipo relé o autocontrol de seguridad, garantizando la exclusión de fallos.

Las categorías por sí mismas no siempre representaban el nivel de seguridad resultante de la evaluación de riesgos.

Entrada Lógica Salida

PL PL PL

Figura 3. Representación esquemática de una combinación de las partes del sistema de mando relativo a la seguridad según EN ISO 13849-1

CAMBIOSCONLAENTRADAENVIGORDE LANUEVANORMA

La norma EN954 ha sido actualizada, y su sustituta directa es la EN ISO 13849-1:06 Seguridad de las máquinas - Partes de los sistemas de mando relativas a la seguridad (PSMRS) Parte 1: Principios generales para el diseño, norma que incorpora muchos nuevos conceptos, a pesar de que algunas subpartes puedan tener similitudes con su predecesora. Algunos de los conceptos que incorpora son los siguientes:

S F P

Gravedad de la lesión

S1 Lesión leve

S2 Lesión grave

Frecuencia y/o duración de la explosión al peligro

F1 Raro a bastante frecuente

F2 Frecuente a continuo

Posibilidad de evitar el peligro o limitar el daño

P1 Posible en determinas condiciones

P2 Raramente posible

Figura 4. Gráfico para la selección del Nivel de Prestaciones requerido EN ISO 13849-1

En este sentido, la norma EN ISO 13849-1:06 se aplica a todas las partes relacionadas con la seguridad de sistemas de control sin considerar el tipo de energía utilizada, por ejemplo, eléctrica, hidráulica, neumática o mecánica. No especifica qué funciones de seguridad (tales como parada de emergencia, resguardos u otros) y qué categorías se deben utilizar en un caso particular.

Sensor Lógica Actuador

PFHD SILCL

PFHD SILCL

PFHD SILCL

Figura 5. Representación esquemática de una combinación de las partes del sistema de mandorelativo a la seguridad.

Así mismo también es actualizada por la EN 62061:2005 Seguridad en máquinas: Seguridad en Funciones eléctricas, electrónicas y sistemas electrónicos programables, tiene en parte una relación muy importante con la EN954 y su actualización ISO13849.

Las dos normas son compatibles y a la vez se prevé que en algunos aspectos puedan competir.

Se prevé que a partir del 2009 el análisis y la evaluación de riesgos se conducirán preferentemente a través de la norma ISO 13849-1:06 cuyo procedimiento es sensiblemente más sencillo. Sin embargo, se ve más interesante la aplicación de la EN 62061:05 cuando se trata de máquinas con funciones complejas o con sistemas programables y electrónicos complejos. La EN954-1 desaparecerá al entrar en vigor de la nueva directiva Máquinas 42/2006/CE.

X indica que este aspecto se trata en la norma especificada

Tabla 3. Aplicación recomendada de la norma IEC 62061 y de la Norma ISO 13849-1

EN ISO 13849-1:06• Resume y simplifica los métodos cuando utilizamos muchos componentes y funciones de seguridad.• Puede llegar a reducir el Nivel de Seguridad requerido para lamáquina.• No es posible aplicarla, cuando utilizamos controladores de Lógica programable de seguridad al utilizar los niveles de seguridad mas elevados.

EN 62061:2005• Es muy compleja o casi inaplicable para tecnologías Hidráulica y Neumática.• Requieren los detalles de los datos de los componentes utilizados, Se requiere los datos en los manuales de instrucciones de los componentes por parte de los fabricantes• En el caso de componentes y funciones complejas en funcionesseguras se deben certificar según EN62061 o IEC61508

La nueva directiva Máquinas 42/2006/CE, que todavía no está traspuesta en el estado Español, pero si publicada en DOCE, sustituirá la actual 98/37CEE a finales de 2009; esta formada por 29 artículos y 12 anexos los cuales mejora los aspectos de montaje y acoplamientos para una cuasi máquina y de la lista de componentes y equipos eficacia probada, tema complejo de solucionar mediante la directiva actual.

Con la entrada en vigor de esta nueva directiva máquinas (46/2006/CE) y con el soporte de las nuevas normas se espera una mejor comprensión y adecuada aplicación de las seguridades por parte de los fabricantes de máquinas, cuasi máquinas e instalaciones, ya que se adecuan un poco mas a la realidad con ejemplos más tangibles.

AGRADECIMIENTOS

Agradecemos sinceramente a la empresa SICK Optic Electronic S.A. y a la Fundación CIM de la Universidad Politécnica de Cataluña por su apoyo en la realización de la presente ponencia, desarrollada en el ámbito de la seguridad en máquinas.

Parte de la investigación descrita en este artículo es un resultado del proyecto INREDIS (CEN-2007-2011) [http://www.inredis.es] del programa CENIT (Consorcios Estratégicos Nacionales de Investigación Técnica), subvencionado por el CDTI (Centro de Desarrollo Tecnológico Industrial) en  el  marco  de  INGENIO 2010.

REFERENCIAS

• 1. UNE EN9541:07 Seguridad en máquinas, Partes del sistema de mando relativas a seguridad, Principios generales para el diseño.
• 2. EN ISO 138491, Safety of machinery – Safety related parts of control systems; General principles for design.
• 3. EN/IEC 62061, Seguridad en máquinas, Seguridad funcional de los sistemas eléctricos, electrónicos y electrónicos programables relacionados con la seguridad.
• 4. Informe del Health & Safety Unit School of Engineering & Applied Science

ASTON UNIVERSITY Birmingham U.K.